ต้องขอบคุณภารกิจหลายอย่างที่ได้ศึกษาดาวอังคารในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์จึงตระหนักว่าประมาณ 4 พันล้านปีก่อนดาวเคราะห์นั้นแตกต่างกันมาก นอกเหนือจากการมีบรรยากาศที่หนาแน่นดาวอังคารยังเป็นสถานที่ที่อบอุ่นและเปียกชื้นด้วยน้ำของเหลวที่ปกคลุมพื้นผิวโลกมาก น่าเสียดายที่ดาวอังคารสูญเสียบรรยากาศไปหลายร้อยล้านปีมหาสมุทรเหล่านี้ก็ค่อยๆหายไป
เมื่อใดและที่ไหนที่มหาสมุทรเหล่านี้ก่อตัวขึ้นนั้นเป็นหัวข้อของการไต่สวนและการอภิปรายทางวิทยาศาสตร์มากมาย จากการศึกษาใหม่โดยทีมนักวิจัยจาก UC Berkeley การดำรงอยู่ของมหาสมุทรเหล่านี้เชื่อมโยงกับการเพิ่มขึ้นของระบบภูเขาไฟ Tharis พวกเขาตั้งทฤษฎีเพิ่มเติมว่ามหาสมุทรเหล่านี้ก่อตัวเร็วกว่าที่คาดไว้หลายร้อยล้านปีและไม่ลึกอย่างที่คิดไว้ก่อนหน้านี้
การศึกษาเรื่อง“ เวลาของมหาสมุทรบนดาวอังคารจากการเปลี่ยนรูปชายฝั่ง” เพิ่งปรากฏในวารสารวิทยาศาสตร์ ธรรมชาติ. การศึกษาดำเนินการโดย Robert I. Citron, Michael Manga และ Douglas J. Hemingway นักศึกษาปริญญาโทศาสตราจารย์และนักวิจัยหลังปริญญาเอกจากภาควิชาวิทยาศาสตร์โลกและดาวเคราะห์และศูนย์วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์เชิงบูรณาการที่ UC Berkeley (ตามลำดับ)
ดังที่ Michael Manga อธิบายไว้ในการแถลงข่าวล่าสุดของ Berkeley News:
“ สมมติฐานคือ Tharsis ก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วและเร็วแทนที่จะค่อย ๆ และมหาสมุทรมาในภายหลัง เรากำลังบอกว่ามหาสมุทรลงวันที่ก่อนวันจริงและมาพร้อมกับการหลั่งไหลของลาวาที่ทำให้ Tharsis”
การอภิปรายเกี่ยวกับขนาดและขอบเขตของมหาสมุทรในอดีตของดาวอังคารนั้นเกิดจากความไม่สอดคล้องที่เกิดขึ้น โดยพื้นฐานแล้วเมื่อดาวอังคารสูญเสียชั้นบรรยากาศน้ำบนพื้นผิวของมันจะกลายเป็นน้ำแข็งจนกลายเป็นดินใต้ดิน permafrost หรือหนีออกไปในอวกาศ นักวิทยาศาสตร์ที่ไม่เชื่อว่าดาวอังคารเคยมีมหาสมุทรชี้ไปที่ข้อเท็จจริงที่ว่าการประมาณปริมาณน้ำที่อาจถูกซ่อนหรือหายไปนั้นไม่สอดคล้องกับขนาดของมหาสมุทร
ยิ่งไปกว่านั้นน้ำแข็งที่กระจุกตัวอยู่ในขั้วแคปไม่เพียงพอที่จะสร้างมหาสมุทรได้ ซึ่งหมายความว่าอาจมีน้ำน้อยกว่าบนดาวอังคารมากกว่าที่คาดการณ์ก่อนหน้านี้ระบุหรือกระบวนการอื่นบางอย่างรับผิดชอบการสูญเสียน้ำ เพื่อแก้ปัญหานี้ Citron และเพื่อนร่วมงานของเขาได้สร้างแบบจำลองใหม่ของดาวอังคารซึ่งมหาสมุทรก่อตัวขึ้นก่อนหน้านี้หรือในเวลาเดียวกันกับคุณลักษณะภูเขาไฟที่ใหญ่ที่สุดของดาวอังคาร - Tharsis Montes เมื่อประมาณ 3.7 พันล้านปีก่อน
เนื่องจาก Tharsis มีขนาดเล็กลงในเวลานั้นมันไม่ได้ทำให้เกิดการเสียรูปของเปลือกโลกในระดับเดียวกันกับที่มันทำในภายหลัง นี่จะเป็นความจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งของที่ราบที่ครอบคลุมซีกโลกเหนือส่วนใหญ่และเชื่อกันว่าเป็นก้นทะเลโบราณ เนื่องจากภูมิภาคนี้ไม่อยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาเช่นเดียวกับที่จะเกิดขึ้นในภายหลังมันจะตื้นขึ้นและกักเก็บน้ำประมาณครึ่งหนึ่ง
“ สมมติฐานคือ Tharsis ก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วและเร็วแทนที่จะค่อย ๆ และมหาสมุทรมาในภายหลัง” Manga กล่าว “ เรากำลังบอกว่ามหาสมุทรได้ลงวันที่ก่อนวันจริงและมาพร้อมกับการหลั่งไหลของลาวาที่ทำให้ Tharsis”
นอกจากนี้ทีมยังตั้งทฤษฎีว่ากิจกรรมภูเขาไฟที่สร้าง Tharsis อาจรับผิดชอบการก่อตัวของมหาสมุทรยุคแรกของดาวอังคาร โดยพื้นฐานแล้วภูเขาไฟจะพ่นก๊าซและเถ้าภูเขาไฟเข้าสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งจะทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก สิ่งนี้จะทำให้พื้นผิวอุ่นขึ้นจนถึงจุดที่น้ำของเหลวสามารถก่อตัวได้และยังสร้างช่องทางใต้ดินที่อนุญาตให้น้ำไปถึงที่ราบทางเหนือ
แบบจำลองของพวกเขายังรวมถึงข้อสมมติฐานก่อนหน้าอื่น ๆ เกี่ยวกับดาวอังคารซึ่งเป็นแนวชายฝั่งที่เสนอมานั้นผิดปกติมาก โดยพื้นฐานแล้วสิ่งที่สันนิษฐานว่าเป็นสมบัติ“ ริมน้ำ” บนดาวอังคารโบราณนั้นมีความสูงแตกต่างกันไปมากถึงหนึ่งกิโลเมตร ในขณะที่บนโลกชายฝั่งมีระดับ สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยการเติบโตของภูมิภาคภูเขาไฟธาร์ซิสประมาณ 3.7 พันล้านปีก่อน
ด้วยการใช้ข้อมูลทางธรณีวิทยาของดาวอังคารในปัจจุบันทีมสามารถติดตามความผิดปกติที่เราเห็นในปัจจุบันได้ก่อตัวขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป สิ่งนี้น่าจะเกิดขึ้นเมื่อมหาสมุทรแห่งแรกของดาวอังคาร (อาระเบีย) เริ่มก่อตัวเมื่อ 4 พันล้านปีก่อนและอยู่ใกล้กับการเติบโตของ Tharsis Montes 20% แรก เมื่อภูเขาไฟเติบโตขึ้นแผ่นดินก็หดหู่และชายฝั่งก็เปลี่ยนไปตามกาลเวลา
ในทำนองเดียวกันแนวชายฝั่งที่ผิดปกติของมหาสมุทร (Deuteronilus) สามารถอธิบายได้โดยแบบจำลองนี้โดยระบุว่ามันก่อตัวขึ้นในช่วง 17% สุดท้ายของการเติบโตของ Tharsis - ประมาณ 3.6 พันล้านปีก่อน คุณลักษณะของไอซิดิสซึ่งดูเหมือนจะเป็นทะเลสาบโบราณที่ถูกเอาออกเล็กน้อยจากชายฝั่งยูโทเปียอาจอธิบายได้ด้วยวิธีนี้ เมื่อพื้นพิการ Isidis หยุดเป็นส่วนหนึ่งของมหาสมุทรทางตอนเหนือและกลายเป็นทะเลสาบที่เชื่อมต่อกัน
“ ชายฝั่งเหล่านี้อาจถูก emplaced โดยน้ำของเหลวขนาดใหญ่ที่มีอยู่ก่อนและระหว่างการวางตำแหน่งของ Tharsis แทนที่จะเป็นหลังจากนั้น” Citron กล่าว นี่คือสิ่งที่สอดคล้องกับผลที่สังเกตได้ที่ Tharsis Mons มีต่อภูมิประเทศของดาวอังคาร เป็นจำนวนมากไม่เพียง แต่สร้างความนูนบนฝั่งตรงข้ามของดาวเคราะห์ (คอมเพล็กซ์ภูเขาไฟ Elysium) แต่เป็นระบบแคนยอนขนาดใหญ่ที่อยู่ระหว่าง (Valles Marineris)
ทฤษฎีใหม่นี้ไม่เพียง แต่อธิบายว่าทำไมประมาณการก่อนหน้านี้เกี่ยวกับปริมาณน้ำในที่ราบภาคเหนือไม่ถูกต้อง แต่ยังสามารถอธิบายถึงเครือข่ายหุบเขา (ตัดด้วยน้ำไหล) ที่ปรากฏในเวลาเดียวกัน และในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าทฤษฎีนี้สามารถทดสอบได้โดยภารกิจหุ่นยนต์ของนาซ่าและหน่วยงานอวกาศอื่น ๆ ที่กำลังส่งไปยังดาวอังคาร
พิจารณาการสำรวจภายในของนาซ่าโดยใช้ภารกิจสำรวจแผ่นดินไหวมาตรวัดและการขนส่งความร้อน (InSight) ซึ่งมีกำหนดเปิดตัวในเดือนพฤษภาคม 2561 เมื่อมาถึงดาวอังคารคนงานนี้จะใช้เครื่องมือขั้นสูงซึ่งรวมถึงเครื่องวัดแผ่นดินไหวเครื่องวัดอุณหภูมิและ เครื่องมือวิทยาศาสตร์ทางวิทยุ - เพื่อวัดการตกแต่งภายในของดาวอังคารและเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกิจกรรมทางธรณีวิทยาและประวัติศาสตร์
เหนือสิ่งอื่นใดองค์การนาซ่าคาดการณ์ว่า InSight อาจตรวจจับซากมหาสมุทรโบราณของดาวอังคารที่ตรึงอยู่ภายในและอาจเป็นน้ำของเหลว ควบคู่ไปกับ ดาวอังคาร 2020 รถแลนด์โรเวอร์, ExoMars 2020และในที่สุดก็มีการคาดการณ์ความพยายามเหล่านี้เพื่อให้เห็นภาพที่สมบูรณ์ของดาวอังคารในอดีตซึ่งจะรวมถึงเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาครั้งใหญ่ที่เกิดขึ้นและสิ่งที่จะมีผลต่อมหาสมุทรและชายฝั่งของโลก
ยิ่งเราเรียนรู้เกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นบนดาวอังคารในช่วง 4 พันล้านปีที่ผ่านมายิ่งเราเรียนรู้มากขึ้นเกี่ยวกับพลังที่หล่อหลอมระบบสุริยะของเรา การศึกษาเหล่านี้ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดวิธีการและเงื่อนไขในการช่วยชีวิตได้ สิ่งนี้ (เราหวังว่า) จะช่วยเราค้นหาชีวิตในระบบดาวดวงอื่นสักวันหนึ่ง!
การค้นพบของทีมยังเป็นหัวข้อของกระดาษที่นำเสนอในสัปดาห์นี้ในการประชุมวิทยาศาสตร์จันทรคติและดาวเคราะห์ใน The Woodlands, Texas
ข่าวเพิ่มเติม: ข่าวเบิร์กลีย์ธรรมชาติ
