Frank van Hertrooij
Scivolemo 5 Junio 2019
Pliaj artikoloj
Homoj ĉiam estis obseditaj de trovi akvon ekster la Tero. Jam antikvece oni pensis ke la malhelaj makuloj sur la Luno estas maroj kaj kiam oni ekuzis teleskopojn, oni pensis ke oni vidis kanalojn sur marso kaj ke Venuso estis tropika planedo kun konstanta pluvo. Estas ridiga nun kiel homoj antaŭe pensis pri la astroj en la sunsistemo, sed lastatempe oni trovis pli kaj pli da likvaĵoj ekster la Tero. La unua haltejo estos unu el la plej proksimaj najbaroj: Marso.
Marso
Kiam oni unue bone observis Marson per teleskopoj, oni pensis ke oni vidis multajn kanalojn trans la surfaco kaj konkludis ke Marsanoj konstruis ilin. Hodiaŭ ni scias ke tio ne veras kaj sciencfikciaj verkistoj elektis aliajn planedojn kiel inspirfontojn. La pli bonaj teleskopoj, kiuj estis kreataj komence de la 20a jarcento, konfirmis ke la kanaloj fakte ne ekzistas kaj ke antaŭaj observoj estis bazitaj sur optikaj iluzioj. La ekzisto de inteligentaj Marsanoj subite iĝis tre malverŝajna, sed la serĉo al akvo sur Marso neniam ĉesis.
La plej klara indiko de akvo sur Marso estas ĝiaj polusoj. Tiuj estas tute kovritaj de glacio, same kiel la polusoj de la Tero. Ne la tuta glacitavolo konsistas el frostigita akvo tamen. Pro la distanco inter Marso kaj la Suno, la temperaturoj estas malpli altaj tie kaj sur la polusoj, ili sufiĉe malaltas por krei frostigitan karbonan dioksidon. Kvankam la tavolo de frostigita karbona dioksido kreskas vintre kaj malkreskas somere, ĝi ne fandiĝas. Likva karbona dioksido nur ekzistas sub altaj premoj, ĉar tiu premo preventas ke la molekuloj eskapu en la aeron. En la Tera atmosfero kaj eĉ la maldensa Marsa atmosfero, la premo ne sufiĉas, do la karbona dioksido tuj iĝas gaso kiam ĝi varmiĝas. La premo sur Marso tro malaltas ankaŭ por havi likvan akvon sur la surfaco, sed eĉ se la premo pli altus, la surfaca temperaturo estus tro malalta por la akvo.
Kvankam Marso hodiaŭ estas kovrita de rokoj kaj glacio, ĝi antaŭe estis pli malseka. Antaŭ pli-malpli 3,8 miliardoj da jaroj, Marso verŝajne surhavis multe da akvo kaj eble eĉ oceanon. Tio eblis, pro tio ke la kondiĉoj sur la surfaco de Marso estis tute malsamaj tiam. Pli frue en ĝia historio, Marso havis multe pli densan atmosferon ol nun, do la premo sur la surfaco estis multe pli alta. Ke planedoj perdas gason estas tute normala. Je la rando de la atmosfero, gasoj bezonas nur etan puŝon por eskapi en la kosmon. Tiun bezonatan energion, ili ricevas de la Suno, kiu tuttempe elsendas venton de elektre ŝarĝitaj partikloj. Tio signifas ke la Suno malrapide forblovas la atmosferon de siaj planedoj. La forbloviĝo de la atmosfero estas kontraŭata de la gravito de la planedo, kiu tiras la gason al sia centro. Ĝi do malpli rapide okazas ĉirkaŭ planedoj kun forta gravita kampo. Tio evidentiĝas kiam oni komparas Marson al la Tero aŭ Venuso, kiuj tre similis al la frua Marso kiam ili formiĝis, sed daŭre havas densajn atmosferojn, pro tio ke ili havas pli fortan gravitan kampon. Alia konsekvenco de ĝia grandeco estas ke la kerno de Marso pli rapide malvarmiĝas, pro tio ke ĝi havas relative multe da surfaco kompare al ĝia volumeno por elsendi varmon. Tio signifas ke la kerno de Marso sufiĉe rapide solidiĝis, kio draste malfortigis la magnetan kampon de la planedo. Sen tiu magneta kampo, la planedo havis nenion por protekti sin kontraŭ la Suna vento, kio igis ĝin perdi sian atmosferon eĉ pli rapide. La fakto ke Marso perdis la plejparton de sia atmosfero ankaŭ signifas ke nur la plej pezaj gasoj restas, kio estas unu el indikoj, kiujn sciencistoj uzas por malkovri la historion de la klimato sur Marso.
Ke Marso havis pli densan atmosferon kiam ĝi estis pli juna signifas ke ĝi havis sufiĉe altan premon sur la surfaco kaj tenis pli da varmo, la ĉefaj bezonoj por oceano sur la surfaco. Pliajn pruvojn de malseka historio oni trovas sur la surfaco mem. Estas multaj strukturoj sur la surfaco de Marso, kiuj similas al strukturoj sur la Tero, kiuj estas kreataj de fluanta akvo. Kiam akvo fluas trans ŝtonoj dum longa tempo, la froto ŝanĝas la formon de tiuj ŝtonoj kaj tio rimarkeblas eĉ post kiam la akvo vaporiĝis. Same, la akvo ankaŭ influas siajn ĉirkaŭaĵojn ĥemie, kio signifas ke oni povas trovi ĥemiaĵojn kiel argilojn, kiuj nur kreiĝas ĉirkaŭ akvo. La Curiosity Misio, kiu surmarsiĝis en sekiĝinta lago, trovis tiajn ĥemiaĵojn.
Ĉu tio signifas ke Marso havas neniun likvan akvon? Hodiaŭ la surfaco de Marso ne estas bona medio por likva akvo, sed tio diras nenion pri subsurfaca akvo. En 2018, la scienca revuo Science publikigis artikolon (Radar evidence of subglacial liquid water on Mars), kiu priskribis subsurfacan lagon sub la suda poluso de Marso. La lago estas ĉirkaŭ 20km larĝa, kio igis ĝin videbla al la mezuriloj sur la Mars Express satelito. La mezuroj estas bazitaj sur surfacpenetrantan radarsistemon kaj inspiriĝis de teĥnikoj, kiuj ankaŭ estis uzataj por trovi subglacian akvon surtere. La akvo povas resti likva, pro tio ke ĝi enhavas multe da perĥlorataj saloj. La interagoj inter la salo kaj la akvo ŝanĝas la fizikajn kvalitojn de la miksaĵo, kio igas ĝin fandiĝi je malpli altaj temperaturoj. Tiun principon oni ankaŭ uzas surtere. En landoj kie falas neĝo vintre, oni ofte disĵetas salon sur la strato por ke ĝi ne iĝu kovrita de glacio. La ideo ke la akvo plenas je perĥlorataj saloj estas subtenata ankaŭ de la fakto ke la Phoenix misio trovis perĥloratajn salojn en la grundo de la norda poluso de Marso.
Ekstera sunsistemo
Kiam oni parolas pri la serĉado de vivaĵoj ekster la sunsistemo, oni ofte mencias la enloĝeblan zonon ĉirkaŭ stelo. Tio estas la regiono ĉirkaŭ la stelo, kiu estas ne tro varma kaj ne tro malvarma por likva akvo. Kvankam tio estas utila maniero por pensi pri planedoj, nia propra sunsistemo jam montras ke ĝi estas tro nigra kaj blanka. Estas multaj faktoroj, kiuj influas la kondiĉojn sur planedo kaj la fakto ke ambaŭ Venuso kaj Marso verŝajne iam estis tre malsekaj montras tion. Hodiaŭ sciencistoj scias ke la plejparto de likva akvo en la sunsistemo ne troviĝas surtere, sed en la eksteraj partoj de la sunsistemo, kie surfacaj temperaturoj estas eĉ pli frostaj ol tiuj sur Antarkto.
La plej bona ekzemplo de likva akvo preter Marso estas la lunoj de Jupitero. Ili estas longe for de la Suno, sed ili havas alian fonton de varmo. La kvar plej grandaj lunoj de Jupitero estas sufiĉe grandaj (kompareblaj al etaj planedoj) kaj la distancoj inter ili estas malgrandaj. Pro tio ke la lunoj rondiras ĉirkaŭ Jupitero kun malsamaj rapidoj, tiuj distancoj tuttempe ŝanĝigas, kio signifas ke la gravito de la lunoj tuttempe tiras ilin de malsamaj direktoj. La ŝanĝiĝanta gravita kampo laŭvorte knedas la lunon, kio kaŭzas multe da froto kaj varmigas ĝin. Tiu varmo sufiĉas por fandi la glacion. La plej konata ekzemplo de tiuj lunoj estas Eŭropo, kies surfaca glacio montras klarajn indikojn de aktiva, likva tavolo sub ĝi. Kun radiuso nur kvarone tiom granda kiel tiu de la Tero, Eŭropo ne aspektas kvazaŭ ĝi povas enhavi tiom multe da akvo, sed la tavolo de likva akvo estas tre profunda. La oceanoj sur la Tero estas nur kelkajn kilometrojn profundaj, dum la subsurfaca oceano en Eŭropo verŝajne estas dekoj da kilometroj profunda, kio signifas ke Eŭropo povas enhavi duoble aŭ eĉ trioble tiom da likva akvo ol ĉiuj oceanoj sur la Tero. Ĝia subsurfaca oceano igas Eŭropon tre deziratan objekton por planedosciencistoj kaj kvankam la teĥnikaj defioj ankoraŭ estas grandaj, multaj sciencistoj revas pri la sendado de robota submarŝipo al Eŭropo.
Alia surpriza loko por trovi akvon estas la nana planedo Plutono. Dum longa tempo oni pensis ke Plutono estas morta, frosta roko, sed neniu povis antaŭvidi kiom da aktiveco la robota sondilo New Horizons malkovris. La surfaco de Plutono surhavas multajn trajtojn, kiujn sciencistoj povas klarigi nur per subsurfaca oceano, sed ili ne povis klarigi kiel kaj la glacia tavolo kaj la oceano estus stabilaj samtempe. Tial oni uzis multajn komputilajn modelojn por vidi kiel Plutono evoluiĝus sub specifaj kondiĉoj. Per la komputilaj modeloj oni povis konkludi, ke la oceano estas protektata de speciala tavolo de glacio. Kiam akvo enhavas multe da gaso kaj frostiĝas sub specialaj kondiĉoj, la gaso povas kaptiĝi en mikroskopaj truoj en la glacia strukturo. Tia gasplena glacio funkcias kiel izolilo, kiu preventas ke la ena varmo de Plutono eskapu. La oceano influas la surfacon kaj igas Plutonon aktiva objekto, kiu malrapide ŝanĝiĝas. Tio igas Plutono almenaŭ tiom interesa kiel la veraj planedoj.
Titano
Kiam oni bone serĉas, oni eĉ trovas lagojn kaj pluvo ekster la Tero. La plej granda luno de Saturno, Titano, estas la sola luno en la sunsistemo kun densa atmosfero. Tio ebligas al ĝi havi likvaĵojn sur la surfaco kaj ĝi fakte havas aktivan vetersistemon. Ne temas pri likva akvo tamen. La temperaturoj sur la surfaco de Titano estas tro malaltaj por tio. Anstataŭe, la lagoj sur Titano konsistas el likvaj hidrokarbonidoj kiel metano kaj etano. La kvanto de hidrokarbonidoj sur Titano estas multajn fojojn pli granda, ol la kvanto de tergaso, oleo kaj karbo sur la tuta tero kombinite. Oni jam antaŭe sciis ke Titano havis taŭgajn kondiĉojn por subteni lagojn el hidrokarbonidoj, sed ilia ekzisto estis definitive montrata de la Cassini-Huygens misio. Ĝi vizitis Saturnon kaj ĝiajn lunojn kaj malkovris sufiĉe grandajn lagojn sur la norda duono de Titano. La plej granda el ili, Kraken Mare, havas surfacon de 400 000km2. Tio signifas ke ĝi pli grandas ol la plej granda lago sur la Tero, la Kaspia maro. La plej profunda parto verŝajne estas ĉirkaŭ 160m profunda. Kraken Mare eĉ havas insulon, Mayda Insula, kiu iĝis la unua insulo ekster la tero kun oficiala nomo. Alia grava parto de la misio estas la Huygens-sondilo, kiu fakte eniris la atmosferon kaj surgrundiĝis. Ĝi vizitis la ekvatoron, kiu ne havas tiom da likvaĵoj kiel la norda poluso, sed ĝi ja vidis strukturojn en la surfaco, kiuj indikis ke antaŭ nelonge likvaĵo fluis tie. Titano estas tiom interesa loko en la sunsistemo, ĉar ĝi havas multajn veterfenomenojn, kiuj similas al la Tero, sed tamen tute malsimilas. Sendube ankoraŭ restas sennombraj sekretoj en la lagoj de Titano.
La sunsistemo estas pli malseka ol ni pensis kaj tio estas mojosa! Akvo ŝanĝas la surfacon de astroj per sia fluado, kio kreas tute novajn terenojn por observi, ĝi ebligas novan ĥemion. Akvo kreas ĥemian medion, en kiu tute malsamaj ĥemiaj reagoj povas okazi ol ekster akvo kaj akvo povas esti uzata de hipotezaj estontecaj koloniigistoj por travivado kaj la produktado de brulaĵoj. Dume, Titano montras ke akvo ne estas la sola likvaĵo, kiu povas ekzisti sur la surfaco. Ĝi montras tute novan specon de vetero kaj instigas la scivolemon al kiaj aliaj likvaĵoj povus ekzisti ekster la sunsistemo. Kiel ajn, ankoraŭ estas multaj aferoj por trovi en la universo.
Licencoj por la bildoj:
