Marsin ”kadonnut vesi” voi olla syvällä kallioperässä

Proceedings of the National Academy of Sciences julkaistussa artikkelissa tutkijat Vashan Wright, Matthias Morzfeld (molemmat Scripps Institution of Oceanography, University of California San Diego, La Jolla) ja Michael Manga (Department of Earth and Planetary Science, University of California Berkeley) esittävät, että Marsin seismisistä järistyksistä tehtyjen tietokonemallinnusten mukaan vettä voisi esiintyä runsaasti syvissä kalliokerroksissa olevissa huokosissa ja ruhjeissa.

Tässä havainnekuvassa InSight -luotain Marsin pinnalla. Luotaimen seismometri sijaitsee sen vasemmalla puolella. Kuva NASA.

Mallinnus käsittää hyvin kapean pisteen NASAn Mars InSight -luotaimen alapuolelta, perustuen luotaimen tekemiin seismisiin mittauksiin neljän vuoden aikana vuosina 2018 – 2022. Vesimäärää arvioidessaan tutkijat tekevät rohkean oletuksen, että jos kallioperän rakenne on samanlainen koko Marsissa, vesimäärä voisi peittää koko planeetan noin kilometrin vahvuiseen vesikerrokseen.

InSight’n havaintopaikalla kallioperän viisi ensimmäistä kiloteriä on hyvin kiinteää ja kuivaa kalliota. Se alapuolella noin 11,5 – 20 km syvyydessä kallioperä on huokoista ja ruhjeista basalttia, jonka huokosiin vesi olisi voinut kertyä. Seimisten mittausten tulkitseminen tukee tätä ajatusta. Vulkaaniset kivilajit, niiden mukana myös basaltti, ovat hyvin usein huokoisia johtuen magmaan (kivisula) liuenneista kaasuista ja vedestä. Magman kohotessa kallioperän syvyyksistä sen hydrostaattinen paine vähenee ja mahdollistaa lauenneiden kaasujen erottumisen kivisulasta. Vapautuessaan kaasu muodostaa erikokoisia kuplia (huokosia) kuin vishy-pulloa avatessa, jotka myöhemmin voisivat täyttyä vedellä.

Marsin kallioperän vesivarantojen hyödyntäminen voi kuitenkin olla vaikeaa, sillä poraustekniikka ei mahdollista (vielä) poraamista tarvittavaan syvyyteen. Maapallolla syvin kairattu reikä on vuonna 1971 aloitettu ja vuonna 1992 päättynyt Kuolan niemimaalle Petsamo-tunturiin kairattu 12,264 km syvyinen reikä. Tässä syvyydessä paine ja lämpötila ovat niin suuria, että kallio muuttuu plastiseksi. Tästä syystä syvemmälle ulottuvat kairaukset ovat mahdottomia. Marsissa plastisuusraja ja lämpötila voivat olla toisenlaisia, joten porakaivon kairaaminen ja veden pumppaaminen voisi olla mahdollista, jos ja kun joskus Marsiin perustetaan siirtokuntia.

Marsissa on paljon helpommin saavutettavissa olevia vesivaroja. Etelänavan läheisyydessä on useamman kilometrin paksuinen jäätikkö, joka pääosin on vettä. Jäätiköstä sulattamalla saadaan riittävästi vettä isonkin siirtokunnan tarpeisiin. Kyse on kuitenkin teknisesti vaativa, sillä jään sulattaminen vaatii runsaasti energiaa.

Muuallakin Marsissa on paikka paikoin pinnanalaisia jäätiköitä, joiden hyödyntäminen on mahdollista. Ovatko ne riittävän lähellä niitä alueita joihin siirtokuntia haluttaisiin perustaa, on kokonaan toinen juttu.

Marsin veden historia tunnetaan kohtuullisen hyvin. Marsin ilmakehä oli yli 3 miljardia vuotta sitten paksumpi ja silloin arvellaan planeetan pinnalla olleet olosuhteet sellaisiksi, että nestemäisen veden esiintyminen oli mahdollista. Marsin jäähdyttyä ja magneettikentän heiketessä ja lopulta kadotessa, aurinkotuuli vei mennessään niin ilmakehän kuin ison osan vedestä. Nykyisin ilmakehästä on jäljellä vain vähäiset rippeet ja vesihöyryäkin esiintyy ilmakehässä vain sen verran, että se on vaivoin havaittavissa. Muistoina muinoin vallinneista lämpimimmistä ja kosteammista olosuhteista Marsin pinnalla on edelleen jälkiä jokiuomista, järvistä, jopa pohjoisella pallonpuoliskolla olevasta merestä, sedimenteistä ja maaperän kerrostumista. Sen sijaan pinnan alla olevat vesivarastot ovat voineet säilyä muuttumattomina meidän päiviimme asti.

Aina kun aiheena on vesi toisilla taivaankappaleilla kuin Maassa, esiin nousee kysymys mahdollisesta elämästä näissä paikoissa. Näin tälläkin kertaa. Tutkijat kuitenkin ennakoivasti painottavat, että he eivät väitä löytäneensä elämää Marsista, vaikkakin senkin mahdollisuutta tutkijoilta kysyttiin. Maapallolla elämä perustuu veteen ja sen kiertoon ja vaikka luultavasti se on muuallakin perusehto, kaikki tästä eteenpäin on pelkkää spekulaatiota. Elämän ei kuitenkaan tarvitse perustua veteen, sillä ainakin teoreettisella tasolla monet muutkin liuottimet saattavat ylläpitää elämän kiertokulkua. Elämän syntyminen muunlaisiin olosuhteisiin on melko varmasti hyvin paljon vaikeampaa kuin veteen perustuen, joten tutkijoiden kannattanee sijoittaa käytettävissä olevat resurssinsa juuri vesipitoisiin paikkojen tutkimiseen.