התרשמותו של אמן זה מראה כיצד נראה מאדים לפני כארבעה מיליארד שנים. לכוכב הלכת הצעיר מאדים היו מספיק מים כדי לכסות את כל פני השטח שלו בשכבת נוזל בעומק של כ-140 מטר, אך סביר יותר להניח שהנוזל היה מתאגרף ויוצר אוקיינוס התופס כמעט מחצית מחצי הכדור הצפוני של מאדים, ובאזורים מסוימים להגיע לעומקים של יותר מ-1.6 קילומטרים. קרדיט: ESO/M. קורנמסר
מַאְדִיםלמרות שכרגע הוא נוף קפוא ויבש, טומן בחובו סימנים משכנעים לעבר הרטוב יותר ומקורות מים תת קרקעיים פוטנציאליים שיכולים לתמוך בחיים או במושבות אנושיות עתידיות.
מחקרים מצביעים על נהרות ואגמים של מאדים עתיקים, מים קפואים בקטבים ומינרלים המצביעים על נוכחות מים משמעותית. ממצאים אלה מעצבים את החיפוש אחר חיים ומודיעים על תוכניות לחקר מאדים עתידי.
עדויות על מים וחיים פוטנציאליים על מאדים
למרות שפני המאדים קרים ויבשים כיום, ראיות רבות מצביעות על כך שכוכב הלכת האדום פעם היה מכוסה חלקית במים. חוקרים העלו תיאוריה שאולי החיים התפתחו על מאדים כשהיה רטוב, וחיים יכולים אפילו להיות שם עכשיו, חבויים באקוויפרים תת קרקעיים.
"על כדור הארץ, מים פירושם חיים", אמר אלברטו פיירן, אסטרוביולוג במרכז לאסטרוביולוגיה בספרד ובאוניברסיטת קורנל באיתקה, ניו יורק. "פני השטח של מאדים היום יבשים במיוחד, אבל יש הרבה רמזים המצביעים על עבר הרבה יותר רטוב. עדויות למים מהעבר עשויות להיות הרמז שיש לעקוב אחריו כדי למצוא חיים נכחדים על מאדים ואם חלק מהמים האלה עדיין נמשכים על מאדים היום, אז בוודאי שהסיכויים למצוא חיים קיימים עולים".
מדענים של נאס"א קבעו שאוקיינוס פרימיטיבי על מאדים החזיק יותר מים מהאוקיינוס הארקטי של כדור הארץ וכי הכוכב האדום איבד 87 אחוזים מהמים הללו לחלל. קרדיט: נאס"א/GSFC
ההשלכות של מי מאדים על התיישבות אנושית
למים על מאדים יש גם השלכות חשובות על תחומי מחקר ב נאס"א מעבר לעבודתה של תוכנית האסטרוביולוגיה של נאס"א. גם אם חיים כבר לא חיים על מאדים, או שמעולם לא היו קיימים מלכתחילה, המים עדיין יכולים להתגלות חיוניים לחיים עתידיים על מאדים בצורה של מושבות אנושיות על כוכב הלכת האדום. מים שימושיים לא רק לשתייה, אלא גם להגנה מפני קרינה, וכדלק כאשר הם מפוצלים למימן וחמצן. הסיכויים לחיים בעבר, בהווה ובעתיד על מאדים פירושו שמחקר רב בנאס"א בנוגע לכוכב הלכת האדום מתרכז במים שלו.
במשך עשרות שנים, מחקר רב הצביע על כך שנהרות, אגמים וימים כיסו פעם את מאדים לפני מיליארדי שנים. לדוגמה, בשנת 2015, מפות של מים באטמוספירה של מאדים העלו כי למאדים היה פעם מספיק מים כדי לכסות עד חמישית מכדור הארץ. בנוסף, במחקר אחר משנת 2015, החוקרים ציינו שצורתם של כמה חלוקי נחל מאדים מעידה על כך שהם התגלגלו פעם עשרות קילומטרים במורד נהר, מה שרומז שנתיבי מים עתיקים של מאדים היו יציבים ולא רק נחלים חולפים.
ניתוח של שכבות של סלע מאדים מעלה כי מוקדם יותר, שכבות עמוקות יותר נוצרו ככל הנראה כאשר במאדים היו מים מתוקים בשפע, בעוד ששכבות מאוחרות יותר קרובות לפני השטח מרמזות על "כוכב לכת צחיח עם רק בריכות של תמלחות, ולבסוף המדבר היפר-צחיח שאנו רואים. היום," אמרה פיירן.
עתודות המים של מאדים והשלכותיהן
רוב המים על מאדים כיום קפואים כנראה במכסות הקוטב שלהם. אם כל קרח המים הזה היה נמס, ההערכות מצביעות על כך שכדור בגודל של כוכב הלכת האדום עשוי להיות מכוסה בכ-100 רגל (30 מטר) של מים, אמרה Suniti Karunatille, מדענית פלנטרית באוניברסיטת לואיזיאנה בבאטון רוז'.
מים קפואים לא רק קיימים בקווי רוחב גבוהים בקטבים של מאדים, אלא גם בקווי רוחב בינוניים. לדוגמה, בשנת 2015, מדענים גילו שלוח קרח ענק כמו קליפורניה וטקסס ביחד קבור ממש מתחת לפני השטח של מאדים בין קו המשווה והקוטב הצפוני שלו ומכוסה בשכבות הגנה של אבק.
מבט פרספקטיבי על כיפת הקרח הצפונית של הקוטב של מאדים ושקתותיה הכהות הייחודיות היוצרות תבנית דמוית ספירלה. התצוגה מבוססת על תמונות שצולמו על ידי Mars Express של ESA והופקו באמצעות נתוני גובה ממד הלייזר של Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) על סיפון המשימה של NASA Mars Global Surveyor. קרדיט: ESA/DLR/FU ברלין; צוות המדע של NASA MGS MOLA
הגיוון וההשלכות של מינרלים מאדים
במאדים יש גם מים בצורה של מינרלים מומלחים – כלומר, מינרלים שיש להם מים קשורים אליהם כימית. משימות עתידיות של צוות למאדים יכולות לחלץ את המים הללו על ידי חימום המינרלים המוזלים.
ישנם מספר סוגים של מינרלים hydrated על מאדים, מחמר וקרבונטים ועד מגוון גדול של סולפטים וכלורידים, אמר פיירן.
"חימר וקרבונטים עשויים לרמז על נוכחות של כמויות משמעותיות של מים, והמים האלה היו יכולים להיות טובים לביולוגיה מכיוון שהם לא היו צריכים להיות חומציים מדי או מלוחים מדי", אמר. "חימר וקרבונטים מופיעים בדרך כלל קשורים למכתשי פגיעה, קניונים ושבר, מה שמרמז שהם עתיקים מאוד ואולי נוצרו על ידי תהליכים תת קרקעיים ובסופו של דבר נחשפו על פני השטח על ידי שחיקה."
לעומת זאת, סולפטים וכלורידים דרשו רק "כמויות קטנות של מים להיווצרותם, בדרך כלל מלוחים וחומציות", אמר פיירן. ובכל זאת, למרות שסולפטים וכלורידים עשויים שלא להצביע על שפע של מים, "מיקרואורגניזמים על פני כדור הארץ יכולים לשגשג גם בסביבות כאלה – מה שאנו מכנים 'אקסטרמופילים'."
"ההפתעה הגדולה ב-15 שנות החקירה האחרונות היא שמלאי המים על מאדים גדול בהרבה ממה שחשבנו", אמר מייקל מאייר, אסטרוביולוג ומדען ראשי של תוכנית חקר מאדים של נאס"א. "יש לנו את זה בקטבים ואנחנו רואים את זה בקווי הרוחב האמצעיים."
'לינאים' חוזרים על מדרונות במכתש הייל, מאדים. ההדמיה והמידע הטופוגרפי בתצוגת צבע כוזב מעובדת זו מגיעים ממצלמה של ניסוי הדמיה ברזולוציה גבוהה (HiRISE) במסלול סיור מאדים של נאס"א. קרדיט: נאס"א/JPL/אוניברסיטת אריזונה
אתגרים והזדמנויות בחקר מאדים
נכון לעכשיו, פני המאדים צחיחים במיוחד מכיוון שהאוויר דליל מכדי למים נוזליים להחזיק מעמד לאורך זמן. הלחץ האטמוספרי של כוכב הלכת האדום הוא רק בערך 1/100 מכדור הארץ ובאוויר דליל כזה מים רותחים בקלות. עם זאת, קווים כהים וצרים במדרונות מאדים מרמזים שמים עלולים לזרום במורד התצורות הללו באופן קבוע.
הפסים הכהים הללו – הידועים כ-RSL-lineae מדרונות חוזרים – מעדיפים מדרונות תלולים באזורים כמעט נטולי אבק של מאדים, אמר אלפרד מקיוון, מדען פלנטרי מאוניברסיטת אריזונה בטוסון. הוא ציין כי RSL מצויים בשפע באתרים צפוניים כמו Valles Marineris, אם כי גם אתרים בחצי הכדור הדרומי מארחים אותם.
מאמר משנת 2016 העלה כי RSL מונע על ידי כמויות זעירות של תמלחות, או מים מלוחים, מעורבבים באדמה, אמר Karunatillake. מלח מוריד את טמפרטורת הרתיחה של המים, ועוזר להם להישאר נוזלי גם במאדים.
עם זאת, ממצאים אחרונים אלה גם העלו כי יש צורך בפחות מים כדי ליצור RSL ממה שהניחו בעבר. יתר על כן, מים אלה עשויים להיות קצרי מועד, ולכן אינם סביבה אידיאלית עבור מיקרואורגניזמים כלשהם שעשויים להתקיים על מאדים.
הפסים הצרים והכהים הזורמים במורד במאדים באתרים כמו חלק זה של מכתש הורוביץ עלולים להיווצר על ידי זרימה עונתית של מים במאדים של ימינו. הפסים הם בערך באורך של מגרש כדורגל. ההדמיה והמידע הטופוגרפי בתצוגה מעובדת זו מגיעים ממצלמה של ניסוי הדמיה ברזולוציה גבוהה (HiRISE) במסלול הסיור של מאדים של נאס"א. קרדיט: NASA/JPL-Caltech/Univ. של אריזונה
סיכויי אקוויפרים תת קרקעיים על מאדים
במקום זאת, המקום הטוב ביותר למצוא כמויות משמעותיות של מים על מאדים עשוי להיות באקוויפרים תת קרקעיים. ניתוח של מטאוריטים של מאדים כמו NWA7034 – סלעי מאדים שנחתו על כדור הארץ לאחר שפוצצו מהכוכב האדום על ידי פגיעות קוסמיות – מרמז על אקוויפרים בקרום המאדים, אמר קארונאטילה.
"מקום הבחירה הברור במאדים הוא תת הקרקע, אם בכלל מתעניינים במים נוזליים", אמר מאייר. "בתיאוריה, עמוק בפנים, מאדים חם מספיק כדי לשמור על מים נוזליים, ומים באופן טבעי יזרמו לשם למטה ויתאספו."
מכיוון שלמאדים יש כוח משיכה על פני השטח של קצת יותר משליש של כדור הארץ, הקרום שלו פחות צפוף ונקבובי יותר מזה של כדור הארץ. מחקרים קודמים העלו שמשמעות הדבר היא שיותר מים יכולים לדלוף מתחת לאדמה. "אני רואה סביר שיש כיסי מים עמוקים בקרום המאדים שטרם זוהו", אמר מקיוון.
עם זאת, "אלה אינם אקוויפרים רדודים", אמר מקיוון. Karunatille הסכים וציין כי האקוויפרים התת-קרקעיים הללו עשויים להיות קילומטרים מתחת לפני השטח. פליטת גזים געשית של אדי מים מהמעטפת של מאדים עשויה לחדש לסירוגין את האקוויפרים הללו, אמר קרונאטילקה.
תמונת תבליט מוצללת של ת'ארסיס מונטס ואולימפוס מונס נגזרת מנתוני Mars Orbiter Altimeter שטסו על סיפון Mars Global Surveyor של נאס"א. הנתונים החדשים מצביעים על כך שתארסיס מונטס נוצר בזה אחר זה, החל ב-Arsia Mons, אולי על ידי תנועה של פלומת מעטפת אחת הנעה מתחת לפני השטח. קרדיט: נאס"א
צינורות לבה, שהן מנהרות טבעיות בתוך לבה מוצקה, עשויות לארח אקוויפרים תת קרקעיים, אמר קרונאטילייק. לדוגמה, יתכן שיש צינורות לבה בהר הגעש Arsia Mons או בסמוך לו על בליטה של ת'ארסיס ליד קו המשווה של כוכב הלכת מאדים. "בהתחשב עד כמה צינורות הלבה עשויים להגיע, הם עשויים להיות אנלוגיים במובן הרחוק לסוג האקוויפרים שאנו רואים בהוואי", אמר קרונאטילקה. "בסביבות צינור הלבה עשויות להיות גם מקורות חום גיאותרמיים שיכולים להניע טמפרטורות גבוהות מספיק כדי לשמור על מים נוזליים."
מערכות מערות עמוקות עשויות לארח גם אקוויפרים תת קרקעיים, אמר קרונאטילייק. Valles Marineris, מערכת של קניונים העוברת לאורך פני השטח של מאדים מזרחית לבליטת ת'ארסיס, מחזיקה במגוון של סולפטים כמו אזורים מסוימים על פני כדור הארץ המארחים מערכות מערות. "ייתכן שהמערות האלה לכדו מים נוזליים", אמר קרונאטילקה. "הם יכולים ליצור סביבה יציבה שיכולה לעזור לחיים להתפתח, אם היא הייתה קיימת."
אם אכן קיימים אקוויפרים תת קרקעיים של מים נוזליים על מאדים, קרונאטילייק ממליץ על מסעות מכ"ם חודרים לקרקע המתמקדים באזורים שבהם יש עדויות לשיטפונות קדומים המונעים על ידי אקוויפר מים. מטרות כאלה עשויות לכלול אתרים שבהם מחקרים קודמים העלו שיש קרח תת קרקעי, "בהתחשב בכמה שכבות קרח עבות יכולות לכסות את הנוזל מתחתיהן בנוכחות אנרגיה גיאותרמית", אמר קרונאטילקה.
"למרות שהנכסים שלנו במסלול סביב מאדים לא מצאו אקוויפרים תת קרקעיים כלשהם, יש חשד מתגנב שאנחנו רואים רק את הקילומטר העליון בערך, כי מכ"ם הוא אתגר", אמר מאייר.
בסופו של דבר, שפיכת אור על התפתחות המים במאדים יכולה להניב תובנות לגבי כדור הארץ וכוכבי לכת אחרים, אמר קרונאטילייק. טקטוניקת הלוחות ופעילות גיאולוגית בסיסית אחרת על כדור הארץ קשורים לאוקיינוסים שלו ולמים הקשורים כימית במעטפת, והבנת ההיסטוריה של המים על מאדים יכולה לעזור לחשוף כיצד הם השפיעו על הגיאולוגיה של כוכב הלכת האדום. "יש לכך רלוונטיות עמוקה לשאלה אם ביוספרה יכולה אי פעם להתעורר על מאדים, או אם חיים דמויי כדור הארץ יהיו מוגבלים לכיסים מבודדים, אם בכלל", אמר קרונאטילייק.
"מאדים וכדור הארץ היו שוב דומים זה לזה", אמר מאייר. "אנו יכולים להסתכל על מאדים כדי לבדוק אם אנו מבינים תהליכים דומים על פני כדור הארץ באותה מידה שאנו חושבים שאנו מבינים. אתה יכול לשאול שאלות כמו 'האם החיים התחילו שם, ואם כן, איך זה היה, ואם לא, מה היה חסר'. הבעיה בתשובה לשאלות האלה על כדור הארץ היא שחלק ניכר מהתיעוד המוקדם של החיים על כדור הארץ נמחק, כך שמאדים עשוי להיות המפתח לעזור לענות על השאלות הללו."
