रोबोट ऑर्बिटर मिशन, लैंडर्स और रोवर्स का उपयोग करके दशकों की खोज के लिए धन्यवाद, वैज्ञानिक निश्चित हैं कि अरबों साल पहले, मंगल की सतह पर तरल पानी बहता था। इसके अलावा, कई सवाल बने हुए हैं, जिनमें यह शामिल है कि जलप्रवाह रुक-रुक कर हो या नियमित हो। दूसरे शब्दों में, क्या अरबों साल पहले मंगल वास्तव में एक "गर्म और गीला" पर्यावरण था, या यह "ठंड और बर्फीले" की तर्ज पर अधिक था?
ये प्रश्न मंगल की सतह और वातावरण की प्रकृति के कारण कायम हैं, जो कि परस्पर विरोधी उत्तर प्रदान करते हैं। ब्राउन यूनिवर्सिटी के एक नए अध्ययन के अनुसार, ऐसा प्रतीत होता है कि दोनों का मामला हो सकता है। मूल रूप से, शुरुआती मंगल पर सतह बर्फ की महत्वपूर्ण मात्रा हो सकती थी जो समय-समय पर पिघलने का अनुभव करती थी, जो आज ग्रह पर देखी गई प्राचीन घाटियों और झील के किनारों को बाहर निकालने के लिए पर्याप्त तरल पानी का उत्पादन करती है।
"स्वर्गीय नोचियन आइसीई हाइलैंड्स क्लाइमेट मॉडल: शीर्षक का अध्ययन, क्षणिक पिघलने की संभावना और फ्लुअअल / लेक्जिवायिन गतिविधि की पीक वार्षिक और मौसमी तापमान के माध्यम से व्याख्या करना", हाल ही में सामने आया इकारस। एशले पालुम्बो - एक पीएच.डी. ब्राउन के पृथ्वी, पर्यावरण और ग्रह विज्ञान विभाग के छात्र - ने अध्ययन का नेतृत्व किया और हार्वर्ड विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग और एप्लाइड साइंसेज के उनके पर्यवेक्षक प्रोफेसर (जिम हेड) और प्रोफेसर रॉबिन वर्ड्सवर्थ द्वारा इसमें शामिल हुए।
अपने अध्ययन के लिए, पालुम्बो और उनके सहयोगियों ने मंगल ग्रह के भूविज्ञान (जो ग्रह एक बार गर्म और गीला था) और इसके वायुमंडलीय मॉडल के बीच पुल को खोजने की कोशिश की, जो यह सुझाव देता है कि यह ठंडा और बर्फीला था। जैसा कि उन्होंने प्रदर्शन किया, यह प्रशंसनीय है कि अतीत के दौरान, मंगल ग्रह आमतौर पर ग्लेशियरों पर जमे हुए थे। गर्मियों में चरम दैनिक तापमान के दौरान, ये ग्लेशियर बहते पानी का उत्पादन करने के लिए किनारों पर पिघल जाते हैं।
कई वर्षों के बाद, उन्होंने निष्कर्ष निकाला, पिघले पानी के ये छोटे जमाव आज सतह पर देखे गए गुणों को उकेरने के लिए पर्याप्त हैं। सबसे विशेष रूप से, वे घाटी नेटवर्क के प्रकारों को उकेर सकते थे जो मंगल के दक्षिणी उच्चभूमि पर देखे गए हैं। जैसा कि पालुम्बो ने ब्राउन यूनिवर्सिटी प्रेस विज्ञप्ति में बताया है, उनका अध्ययन पृथ्वी पर होने वाली समान जलवायु गतिकी से प्रेरित था:
“हम इसे अंटार्कटिक सूखी घाटियों में देखते हैं, जहां मौसमी तापमान में बदलाव और झीलों को बनाए रखने के लिए पर्याप्त है, हालांकि औसत वार्षिक तापमान ठंड से नीचे है। हम देखना चाहते थे कि क्या प्राचीन मंगल के लिए भी कुछ ऐसा ही हो सकता है। ”
वायुमंडलीय मॉडल और भूवैज्ञानिक साक्ष्य के बीच लिंक का निर्धारण करने के लिए, पालुम्बो और उनकी टीम ने मंगल ग्रह के लिए अत्याधुनिक जलवायु मॉडल के साथ शुरुआत की। इस मॉडल ने माना कि 4 अरब साल पहले, वायुमंडल मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड (जैसा कि यह आज है) से बना था और सूर्य का उत्पादन अब की तुलना में बहुत कमजोर था। इस मॉडल से, उन्होंने निर्धारित किया कि मंगल अपने पहले के दिनों में आमतौर पर ठंडा और बर्फीला था।
हालांकि, उन्होंने कई चर भी शामिल किए जो कि 4 अरब साल पहले मंगल पर मौजूद थे। इनमें मोटे वायुमंडल की उपस्थिति शामिल है, जिसने अधिक महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस प्रभाव के लिए अनुमति दी होगी। चूंकि वैज्ञानिक इस बात से सहमत नहीं हैं कि मंगल ग्रह का वातावरण 4.2 से 3.7 बिलियन साल पहले के बीच था, इसलिए पालुम्बो और उनकी टीम ने वायुमंडलीय घनत्व के विभिन्न प्रशंसनीय स्तरों को ध्यान में रखते हुए मॉडलों को चलाया।
उन्होंने मंगल की कक्षा में बदलाव पर भी विचार किया, जो 4 अरब साल पहले हो सकता था, जो कुछ अनुमानों के अधीन भी रहा है। यहां भी, उन्होंने कई प्रकार के प्रशंसनीय परिदृश्यों का परीक्षण किया, जिसमें अक्षीय झुकाव और विभिन्न डिग्री के विलक्षणता के अंतर शामिल थे। इससे प्रभावित होता कि एक गोलार्ध द्वारा दूसरे पर कितनी धूप मिलती है और तापमान में अधिक महत्वपूर्ण मौसमी बदलाव लाती है।
अंत में, मॉडल ने परिदृश्यों का निर्माण किया जिसमें दक्षिणी उच्चभूमि में घाटी नेटवर्क के स्थान के पास बर्फ से ढके हुए क्षेत्र थे। जबकि इन परिदृश्यों में ग्रह का औसत वार्षिक तापमान ठंड से काफी नीचे था, लेकिन इसने इस क्षेत्र में चरम गर्मियों के तापमान का भी उत्पादन किया जो ठंड से ऊपर उठ गया। केवल एक चीज जो बनी हुई थी वह यह प्रदर्शित करना था कि उत्पादित पानी की मात्रा उन घाटियों को उकेरने के लिए पर्याप्त होगी।
सौभाग्य से, 2015 में वापस, प्रोफेसर जिम हेड और एलियट रोसेनबर्ग (उस समय ब्राउन के साथ एक स्नातक) ने एक अध्ययन बनाया जिसमें अनुमान लगाया गया था कि इन घाटियों में सबसे अधिक पानी का उत्पादन करने के लिए आवश्यक न्यूनतम पानी है। इन अनुमानों का उपयोग करते हुए, अन्य अध्ययनों के साथ, जो आवश्यक अपवाह दरों और घाटी नेटवर्क के गठन की अवधि का अनुमान प्रदान करते हैं, पालुम्बो और उनके सहयोगियों ने एक मॉडल-व्युत्पन्न परिदृश्य पाया जो काम करता था।
मूल रूप से, उन्होंने पाया कि यदि मंगल में 0.17 की तीव्रता (0.0934 की वर्तमान विलक्षणता की तुलना में) 25 ° (आज 25.19 ° की तुलना में) का अक्षीय झुकाव है, और 600 mbar का वायुमंडलीय दबाव (100 गुना है जो आज है) तब घाटी के नेटवर्क को बनाने के लिए पर्याप्त पिघले पानी का उत्पादन करने में लगभग 33,000 से 1,083,000 वर्षों का समय लगा होगा। लेकिन एक गोलाकार कक्षा के लिए, 25 ° की एक अक्षीय टाइल और 1000 mbar का वातावरण ग्रहण करते हुए, इसे लगभग 21,000 से 550,000 वर्ष का समय लगा होगा।
इन परिदृश्यों में आवश्यक विलक्षणता और अक्षीय झुकाव की डिग्री मंगल ग्रह के लिए 4 अरब साल पहले संभव कक्षाओं की सीमा के भीतर हैं। जैसा कि हेड ने संकेत दिया है, यह अध्ययन वायुमंडलीय और भूगर्भीय साक्ष्यों को समेट सकता है जो अतीत में बाधाओं पर रहा है:
“यह कार्य इस बात की व्याख्या करने के लिए एक प्रशंसनीय परिकल्पना जोड़ता है कि जिस तरह से जल्दी मंगल ग्रह पर तरल पानी बन सकता है, उसी तरह से मौसमी पिघलने के समान है जो अंटार्कटिका मैकमुर्डो सूखी घाटियों में अपने क्षेत्र के काम के दौरान हम जिन धाराओं और झीलों का निर्माण करते हैं। हम वर्तमान में ज्वालामुखी और प्रभाव वाले खानपान सहित अतिरिक्त उम्मीदवार वार्मिंग तंत्र की खोज कर रहे हैं, जो ठंड और बर्फीले प्रारंभिक मंगल के पिघलने में भी योगदान दे सकता है। ”
यह भी महत्वपूर्ण है कि यह दर्शाता है कि मंगल की जलवायु उन विविधताओं के अधीन थी जो पृथ्वी पर नियमित रूप से यहां होती हैं। यह अभी तक एक और संकेत प्रदान करता है कि हमारे दो विमान कुछ मायनों में समान कैसे हैं, और एक का शोध दूसरे की हमारी समझ को आगे बढ़ाने में कैसे मदद कर सकता है। अंतिम, लेकिन कम से कम, यह उस विषय के लिए कुछ संश्लेषण प्रदान करता है जिसने असहमति का उचित हिस्सा पैदा किया है।
मंगल की सतह पर गर्म, बहते पानी का अनुभव कैसे किया जा सकता है, इसका विषय - और उस समय जब सूर्य का उत्पादन आज की तुलना में बहुत कमजोर था - बहुत बहस का विषय बना हुआ है। हाल के वर्षों में, शोधकर्ताओं ने विभिन्न सुझावों को उन्नत किया है कि कैसे सतह को गर्म किया जा सकता है, सतह के नीचे सिरस के बादलों से लेकर मीथेन गैस के आवधिक फटने तक।
हालांकि इस नवीनतम अध्ययन ने "गर्म और पानी वाले" और "ठंडे और बर्फीले" शिविरों के बीच बहस को काफी हद तक नहीं सुलझाया है, यह सम्मोहक साक्ष्य प्रदान करता है कि दोनों परस्पर अनन्य नहीं हो सकते हैं। अध्ययन 48 वें चंद्र और ग्रह विज्ञान सम्मेलन में की गई प्रस्तुति का विषय भी था, जो 20 मार्च से 24 वें तक वुडलैंड, टेक्सास में हुआ था।
