Vuonna 1997 otettu kuva marsperästä on värikäsitelty todenmukaiseksi. Kuva: Nasa/JPL
Vuonna 1997 otettu kuva marsperästä on värikäsitelty todenmukaiseksi. Kuva: Nasa/JPL

Mars näyttää kuivalta ja kylmältä, mutta sen pinnan muodot kielivät märästä ja lämpimästä menneisyydestä. Upouusien tutkimusten mukaan Marsin ilmasto tosiaan saattaa muuttua lyhyessäkin ajassa.

Siitä ei kiistellä, onko Marsissa vettä vai ei. Sitä on. Planeetan ohuessa kaasukehässä näkyy jälkiä vesihöyrystä. Napalakkien jää on hiilidioksidijäätä, mutta osa siitä on selvästi vesijäätä. Syvemmälläkin maaperässä on epäilemättä routaa.

Mieliä kuohuttava kysymys on, onko Punaisella planeetalla joskus ollut juoksevaa vettä – ja olisiko sitä siellä nytkin.

Miksei muualla juokseva vesi kuohuttaisi! Olemmehan itse täysin riippuvaisia vedestä. Jos Marsissa oli esimerkiksi 3,5 miljardia vuotta sitten valtameriä, sielläkin saattoi syntyä elämää. Oliko Mars Maan sisar, joka jostain syystä kuivui? Jos oli, niin jäikö sen maaperään alkuunsa tuupertuneen elämän jälkiä?

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Marsin vesivarojen kartoituksella on käytännön merkityskin: sinne matkaavat eivät haluaisi raahata vettä täältä asti.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Marsin vesi jo vanha juttu

• Marsin vetisyys kävi ilmeiseksi jo 1600-luvulla, jolloin havaittiin planeetan napalakkien kasvavan talvella ja pienenevän kesällä. Päätelmä: Marsissa oli sulavan jään kastelemia kasveja ja niitä viljeleviä asukkaita.

• 1800-luvulla italialainen Giovanni Schiaparelli näki Marsin pinnalla teräväreunaisia viivoja. Päätelmä: Marsissa oli kastelukanavien järjestelmä.

• 1900-luvun alun kaukoputket paljastivat, että napalakkien kasvu ja kutistuminen johtui hiilidioksidijään olomuodon muutoksista. Kanavatkin osoittautuivat näköharhaksi. Marsilaiset hävisivät.

• 2000-luvulla vettä etsitään entistä innokkaammin, sillä Marsin pinta näyttää teräväsilmäisten luotainten lähi-kuvissa veden muokkaamalta. Nyt tutkijoita kiinnostavat erityisesti Marsin ilmasto ja sen vaikutukset virtaavaan veteen.

Jäljellä joenuomia ja merenrantaa

Marsin maisemassa on lukuisia vinkkejä siitä, että siellä miljardeja vuosia sitten velloi valtameriä ja virtasi jokia. Joenuomia muistuttavia painanteita ja merien ja järvien pohjien kaltaisia syvänteitä riittää. Eikä siinä kaikki.

Mars Global Surveyor -luotain (MGS) alkoi 1999 kartoittaa Marsin pintaa. Jo varhaisista mittauksista kootuissa korkeuskartoissa näkyy muun muassa, miten pohjoisen pallonpuoliskon kuivuneita joenuomia muistuttavat urat tyssäävät tiettyyn korkeuteen. Muinaisen jättiläismeren pintaan?

Kaiken kukkuraksi kuvissa erottuvat oletetun merenrannan sedimenttikerrokset, jotka muistuttavat kovasti Maan merenrantoihin kertyneitä. Mikä muu kuin vesi voisi synnyttää tällaista maisemaa?

Tuoreet uomat yllättävät

Kesällä 2000 keskustelu Marsin vedestä kiihtyi. Tällä kertaa MGS:n kuvista löytyi tuoreen näköisiä joenuomia. Joissakin niistä on saattanut virrata vettä kymmeniä vuosia sitten! Tai ehkä kymmenen- tai satatuhatta vuotta sitten.Urien ikää ei pystytä määrittämään kovin tarkasti, mutta ne tiedetään suhteellisen nuoriksi terävän kontrastinsa perusteella: Marsin pölyinen ympäristö pehmentää syvänteiden reunat nopeasti.

Nasan tutkijat päättelevät, että Marsissa voi olla Maan pohjavesikerroksen kaltainen vesivarasto.

Mutta riittäisikö uriin todella vettä? Miten planeetalla, joka on yhtä kylmä kuin etelänapa – Marsin keskilämpötila on -50 asteen tienoilla – voisi olla juoksevaa vettä? Lisäksi planeetan ilmanpaine on niin alhainen, että vaikka Mars jostain syystä lämpenisi hieman ja ikijää tai -routa sulaisi, vesi heti sulettuaan kiehuisi ja haihtuisi suoraan vesihöyryksi.


Meteoriitti kylpi meressä

Noin vuosi sitten Arizonan yliopiston tutkijat löysivät Marsista peräisin olevasta Nakhla-meteoriitista suoloja, jotka muistuttavat Maan valtamerien suoloja.

– Päättelemme, että suolat ovat peräisin Marsin muinaisesta valta-merestä, sanoo tutkimusryhmää johtava Carleton Moore yliopistonsa tiedotteessa.

Nakhla löytyi Egyptin aavikolta 1911. Se on 1,2 miljardin vuoden ikäinen.


Vesi kumpuaa syvältä

Jokaisen MGS:n kuvissa näkyvän tuoreen uoman kastuminen edellyttää Nasan tiedotteen mukaan arviolta saman määrän vettä kuin sata perhettä käyttää kuukaudessa.

Tutkijat olettavat urien muodostuneen muutaman sadan metrin syvyydessä olevasta pohjavedestä. Suurin osa niistä on näet rinteissä, joihin keskipäivän aurinko ei osu. Varjossa planeetan pinta pysyisi jäässä, ja tämä jääkuori suojaisi marsperästä pintaan pyrkivää vettä haihtumiselta. Jään alle voisi kuitenkin kertyä rutkasti vettä. Jos se sitten purskahtaisi kerralla ulos, tulvahyöky voisi muodostaa kuvissa näkyvät uomat. Päivän aikana vesi saattaisi myös pysyä sulana, varsinkin jos se olisi suolaista, koska suolaisuus laskee jäätymispistettä.

Tuoreiden joenuomien selittäminen vaatii siis aikamoista olojen järjestelemistä: suojaavaa jäätä, runsasta vesikertymää ja sopivaa suolaisuutta. Puhumattakaan siitä, etteivät tutkijat vielä osaa selittää, mikä saisi veden kuplimaan pintaan. On silti mahdollista, että vesi saattaisi hetkellisesti virrata Marsin nykyisessäkin ilmastossa, mutta vain toisenlainen ilmasto selittäisi nuoren Marsin pinnalla miljardeja vuosia sitten velloneet joet ja meret.

Ilmastonmuutosta ounastellaan

Onko Marsin ilmasto siis perusteellisesti muuttunut? Vaihteleeko Punaisen planeetan ilmasto kylmästä ja kuivasta lämpimään ja kosteaan? - Ehkä, vastaavat MGS:n kuvien tutkijat Nasan joulukuisessa lehdistötiedotteessa.

Marsin talven aikana sen kaasukehän hiilidioksidi jäätyy planeetan pinnalle hiidioksidijääksi. Kesällä jää sulaa ja haihtuu takaisin kaasukehään. Hiilidioksidi on kasvihuonekaasu, ja sen kierto vaikuttaa huomattavasti ilmastoon.

MGS on kuvannut planeetan eteläistä napalakkia kolmatta vuotta eli yli Marsin vuoden ajan. Seuranta paljastaa haihtumisen nopeutuneen, eli kaasukehän hiilidioksidin määrä on kasvanut entisestään. Nasan tiedotteen mukaan tämä vihjaa siihen, että Marsin historiassa on saattanut tapahtua suuriakin ilmastonmuutoksia lyhyessä ajassa, ehkä jopa sadassa vuodessa.

– Hiilidioksidikierron ymmärtäminen on ensimmäinen askel Marsin muinaiseen säähän, sanoo tutkija Maria Zuber Nasan tiedotteessa.

Vesi pitää varmistaa

Pieni joukko tähtitieteilijöitä varoittaa, että Marsin tutkiminen on keskittynyt liikaa veden etsimiseen. Lähes kaikki epäilyt Marsin vetisyydestä perustuvat jälkiin, jotka näyttävät veden tekemiltä. Ehkä tutkijat ovat liikaa sidoksissa Maahan ja tulkitsevat Marsista saatuja kuvia avuttoman maalaisittain?

Muun muassa australialainen Nick Hoffman kannattaa vaihtoehtoista, ns. valkoisen Marsin mallia. Siinä "joenuomat" muodostuvat nestemäisen hiilidioksidin ryöpyistä, "järven- ja merenpohjat" puolestaan syntyvät kaasu- tai hiekkakuplien hajotessa.

On selvää, etteivät pinnanmuodot ja sääarvailut vielä todista Marsin historiaa vetiseksi. Vettä pitää todella löytää planeetalta.

Yhdysvaltalaisten 2001 Mars Odyssey -luotain siirtyi marraskuussa Marsia kiertävälle radalle. Luotain kuvaa planeetan pintaa, jotta vedenhakulaitteet voitaisiin myöhemmin lähettää lupaavimpiin paikkoihin.

– Kun saamme uusia tuloksia lähempää Marsia, erotamme kuvista paikat, joissa mahdollinen juokseva vesi on lähellä pintaa, vakuuttaa Ed Weiler Nasan tiedotteessa.

Toisaalta vesikysymys saattaa ratketa jo parin vuoden päästä, sillä Esan ja Nasan Mars Express -luotaimessa on tutka, jonka pitäisi pystyä löytämään routaa ja vettä jopa kilometrien syvyydestä.

Marsin kartoittajat

Satelliitti                            Laukaisu    /     Perillä    /      Päätehtävä    /    Omistaja

Mars Global Surveyor    7.11. 1996  /   1 2.9. 1997  /  kartoittaa pinnanmuodot ja tutkia kaasukehää    /   Nasa

2001 Mars Odyssey        7.4. 2001   /    24.10. 2001  /  määrittää pinnan koostumus ja etsiä vettä ja lähellä pintaa olevaa jäätä   /   Nasa

Nozomi                            3.7. 1998  /  2003 (matkalla)  /  tutkia kaasukehän yläosaa ja vuorovaikutusta aurinkotuulen kanssa    /    Japani

Mars Express                  2003 (suunnitteilla)   /    etsiä syvällä maaperässä olevaa vettä ja viedä paikalle laskeutumisalus /   Esa

2003 Mars Exploration Rovers  2003  (suunnitteilla)   /   viedä paikalle kaksi tehokasta "mönkijää", joiden on tarkoitus etsiä todisteita vedestä  /     Nasa

Teksti: Leena Tähtinen. Kirjoittaja on tähtitieteen dosentti, vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.
Julkaistu Tiede-lehdessä 2/2002

 

Sisältö jatkuu mainoksen alla