Kajian tentang permukaan dan atmosfer Mars telah membuka beberapa rahsia kuno. Berkat usaha pihak Rasa ingin tahu rover dan misi lain, para saintis kini menyedari hakikat bahawa air pernah mengalir di Marikh dan planet ini mempunyai atmosfer yang lebih padat. Mereka juga dapat menyimpulkan mekanik apa yang menyebabkan atmosfer ini habis, yang mengubahnya menjadi persekitaran yang sejuk dan kering yang kita lihat di sana hari ini.
Namun, pada masa yang sama, ini telah menimbulkan paradoks yang agak menarik. Pada dasarnya, Mars dipercayai mempunyai air yang hangat dan mengalir di permukaannya ketika Matahari sepertiga hangat seperti sekarang. Ini memerlukan bahawa atmosfer Mars mempunyai banyak karbon dioksida untuk menjaga permukaannya cukup panas. Tetapi berdasarkan penemuan terbaru Curiosity rover, nampaknya ini tidak berlaku.
Penemuan ini adalah sebahagian daripada analisis data yang diambil oleh instrumen Curiosity’s Chemistry and Mineralogy X-ray Diffactions (CheMin), yang telah digunakan untuk mengkaji kandungan mineral sampel bor di Kawah Gale. Hasil analisis ini baru-baru ini diterbitkan di Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, di mana pasukan penyelidik menunjukkan bahawa tidak ada jejak karbonat dalam sampel yang diambil dari dasar tasik kuno.
Untuk memecahkannya, bukti yang dikumpulkan oleh Rasa ingin tahu (dan sejumlah rover, pendarat dan orbit lain) telah menyebabkan para saintis membuat kesimpulan bahawa kira-kira 3.5 bilion tahun yang lalu, permukaan Mars mempunyai tasik dan sungai yang mengalir. Mereka juga telah menentukan, berkat banyak sampel yang diambil Rasa ingin tahu sejak mendarat di Kawah Gale pada tahun 2011, ciri geologi ini pernah menjadi dasar tasik yang secara beransur-ansur dipenuhi dengan endapan sedimen.
Walau bagaimanapun, untuk Mars cukup panas untuk air cair, atmosfernya harus mengandungi sejumlah karbon dioksida - memberikan Kesan Rumah Kaca yang mencukupi untuk mengimbangi kehangatan Matahari yang berkurang. Oleh kerana sampel batu di Kawah Gale bertindak sebagai catatan geologi untuk keadaan seperti berbilion tahun yang lalu, mereka pasti akan mengandungi banyak mineral karbonat jika demikian.
Karbonat adalah mineral yang terhasil daripada gabungan karbon dioksida dengan ion bermuatan positif (seperti magnesium dan besi) di dalam air. Oleh kerana ion-ion ini didapati dalam persediaan yang baik dalam sampel batu Martian, dan analisis selanjutnya menunjukkan bahawa keadaan tidak pernah berasid sehingga karbonat akan larut, tidak ada alasan yang jelas mengapa mereka tidak muncul .
Bersama pasukannya, Thomas Bristow - penyiasat utama instrumen CheMin on Curiosity - mengira berapa jumlah minimum karbon dioksida atmosfera, dan bagaimana ini ditunjukkan oleh tahap karbonat yang terdapat di batuan Martian hari ini. Mereka kemudian menyusun data instrumen CheMin selama bertahun-tahun untuk melihat apakah ada petunjuk mengenai mineral ini.
Tetapi seperti yang dijelaskannya dalam siaran akhbar NASA baru-baru ini, penemuan itu tidak dapat dinilai:
"Kami sangat terpukul dengan ketiadaan mineral karbonat dalam batuan sedimen yang telah diperiksa oleh rover. Akan sangat sukar untuk mendapatkan air cair walaupun terdapat seratus kali lebih banyak karbon dioksida di atmosfer daripada yang diberitahu oleh bukti mineral di dalam batu. "
Pada akhirnya, Bristow dan pasukannya tidak dapat menjumpai jumlah karbonat dalam sampel batuan yang mereka analisis. Sekalipun hanya beberapa puluh milibars karbon dioksida yang ada di atmosfer ketika sebuah tasik ada di Kawah Gale, ia akan menghasilkan cukup karbonat untuk dikesan oleh CheMin Curiosity. Penemuan terbaru ini menambah paradoks yang telah melanda para penyelidik Mars selama bertahun-tahun.
Pada dasarnya, para penyelidik menyatakan bahawa terdapat perbezaan serius antara ciri permukaan yang menunjukkan tentang masa lalu Mars, dan bukti kimia dan geologi apa yang dinyatakan. Tidak hanya terdapat banyak bukti bahawa planet ini mempunyai atmosfer yang lebih padat pada masa lalu, lebih dari empat dekad pengimejan orbit (dan data permukaan bernilai tahun) telah menghasilkan banyak bukti geomorfologi bahawa Mars pernah mempunyai air permukaan dan kitaran hidrologi aktif.
Walau bagaimanapun, para saintis masih berusaha untuk menghasilkan model yang menunjukkan bagaimana iklim Mars dapat mengekalkan jenis keadaan yang diperlukan agar keadaan ini berlaku. Satu-satunya model yang berjaya setakat ini adalah model di mana atmosfer mengandungi sejumlah besar CO2 dan hidrogen. Malangnya, penjelasan bagaimana suasana ini dapat dibuat dan dikekalkan tetap sukar difahami.
Sebagai tambahan, bukti geologi dan kimia untuk suasana seperti itu yang ada berbilion tahun yang lalu juga kekurangan bekalan. Pada masa lalu, tinjauan oleh orbit tidak dapat menemui bukti mineral karbonat di permukaan Marikh. Diharapkan misi permukaan, seperti Curiosity, dapat menyelesaikannya dengan mengambil sampel tanah dan mengebor di mana air diketahui ada.
Tetapi seperti yang dijelaskan oleh Bristow, kajian pasukannya telah berjaya menutup pintu ini:
"Sudah menjadi misteri mengapa tidak banyak karbonat dilihat dari orbit. Anda boleh keluar dari kebiasaan dengan mengatakan bahawa karbonat mungkin masih ada, tetapi kami tidak dapat melihatnya dari orbit kerana ditutupi oleh debu, atau terkubur, atau kami tidak mencari di tempat yang tepat. Hasil ingin tahu membawa fokus paradoks. Ini adalah kali pertama kami memeriksa karbonat di tanah di batu yang kami tahu terbentuk dari sedimen yang tersimpan di bawah air. "
Terdapat beberapa kemungkinan penjelasan untuk paradoks ini. Di satu pihak, beberapa saintis berpendapat bahawa Tasik Kawah Gale mungkin bukan perairan terbuka dan mungkin ditutupi ais, yang cukup tipis untuk masih membiarkan sedimen masuk. Masalah dengan penjelasan ini adalah bahawa jika ini benar, akan ada tanda-tanda yang dapat ditinggalkan - yang merangkumi celah-celah yang dalam pada batuan sedimen lembut.
Tetapi kerana petunjuk ini tidak dijumpai, para saintis ditinggalkan dengan dua bukti yang tidak sepadan. Sebagai Ashwin Vasavada, Saintis Projek Curiosity, meletakkannya:
"Rasa ingin tahu yang melintasi sungai, delta, dan ratusan kaki lumpur menegak yang tersimpan di tasik purba memerlukan sistem hidrologi yang kuat yang menyediakan air dan sedimen untuk membuat batu-batu yang kami temui. Karbon dioksida, dicampurkan dengan gas lain seperti hidrogen, telah menjadi calon utama pengaruh pemanasan yang diperlukan untuk sistem seperti itu. Hasil yang mengejutkan ini sepertinya tidak akan berlaku lagi. ”
Nasib baik, ketidaksesuaian dalam sains adalah yang memungkinkan teori baru dan lebih baik dikembangkan. Dan ketika penerokaan permukaan Martian berterusan - yang akan mendapat manfaat dari kedatangan ExoMars dan juga Marikh 2020 misi pada tahun-tahun mendatang - kita dapat menjangkakan bukti tambahan akan muncul. Mudah-mudahan, ini dapat membantu menunjuk jalan penyelesaian kepada paradoks ini, dan tidak menyukarkan lagi teori kita!
