Życie na Marsie to dla nas problem? Planeta, jakiej dotąd nie znaliśmy

Wygląd Ziemi i Marsa diametralnie się różni, nie tylko z powodu obecności wody, która pokrywa 75 procent powierzchni naszej planety. Ziemia charakteryzuje się dynamiczną tektoniką płyt, której Mars pozbawiony jest, a także posiada atmosferę znacznie gęstszą niż atmosfera marsjańska. Zderzenie nadlatującej asteroidy z Marsa może doprowadzić do powstania miliardów mniejszych kraterów jako wyniku opadu materii wyrzuconej podczas kolizji.

Te kratery na powierzchni Marsa pozostają dobrze widoczne przez długi czas, ponieważ proces erozji na Czerwonej Planecie nie jest tak intensywny jak na Ziemi. Czy jednak to oznacza, że widzimy na Marsie wszystkie ślady jego przeszłości jak na dłoni?

Powierzchnia Marsa nadal skrywa tajemnice

Tworząc mapę miejsc, gdzie w przeszłości na Ziemi spadały obiekty z kosmosu i szukając ich kraterowych pozostałości, szybko dostrzeżemy, że nasz świat nie jest tak idealny, jak mogłoby się wydawać. Tektonika, erozja i zmiany klimatyczne sprawiają, że ziemskie kratery szybko stają się elementem krajobrazu, trudnym do odróżnienia od innych form terenu. Podobnie dzieje się z wulkanami na Ziemi, gdzie charakterystyczne szyje wulkaniczne, zbudowane z dawno zastygłej lawy, są rozsiane po całej planecie. Z biegiem czasu erozja odsłania wnętrza kominków wulkanicznych.

Można by sądzić, że na Marsie procesy erozyjne nie działają tak intensywnie. Dzięki obserwacjom prowadzonym przez orbitery, nasza wiedza o powierzchni Marsa jest już dość zaawansowana, szczególnie w zakresie dużych struktur dobrze widocznych z orbity. Jednak, podobnie jak na Ziemi pewne ślady przeszłości są przesłonięte, na przykład przez warstwę roślinności, tak na Marsie istnieją obiekty, które wciąż umykają naszej uwadze, mimo że planeta ta jest obecnie jałowa i nie zamieszkana przez żywe organizmy, które mogłyby przyczynić się do transformacji jej powierzchni.

Wulkany Ceraunius Tholus i Uranius Tholus to dwa z ponad 25 nazwanych wulkanów na Marsie, znajdujące się w regionie Wyżyny Tharsis, który charakteryzuje się największym zagęszczeniem tych formacji. (źródło: DLR/Mars Express/ESA)

Gigantyczne wulkany na Marsie

Na Marsie znajdują się największe wulkany w całym Układzie Słonecznym. Najbardziej znany z nich, Olympus Mons, osiąga wysokość ponad 21 kilometrów, a Elysium Mons – 14 kilometrów. Mniej znane, ale również imponujące, są trzy wulkany na wyżynie Tharsis, znane jako Ascraeus Mons, Pavonis Mons i Arsia Mons. O tym ostatnim kilka lat temu było głośno z powodu obserwacji chmur orograficznych, które formowały się w jego otoczeniu.

Te wulkany wyróżniają się na zdjęciach Marsa, jednak istnieje jeden, który może być mylony z innymi elementami rzeźby terenu. Podobnie jak na Ziemi, gdzie stare kratery, często nakładające się na siebie przez miliony czy nawet miliardy lat, straciły swój oryginalny wygląd.

Na mapie wysokości regionu Tharsis na Marsie, gdzie kolor niebieski oznacza najniżej położone obszary, a kolory czerwony, brązowy i biały wskazują na te najwyżej położone, wyraźnie zaznaczone są najwyższe wulkany. Formacja znajdująca się w środku, z której niemal „wypływają” kanały Valles Marineris, przez lata nie była rozpoznawana jako wulkan. (źródło: NASA/JPL)

Ten wulkan nie ma jeszcze oficjalnej nazwy, ale z pewnością będzie ona brzmieć monumentalnie. Był to w czasach swojej aktywności wulkan olbrzymi. O średnicy u podstawy sięgającej 450 km - to tak, jakby połowę Polski zajmował jeden gigantyczny szczyt.

Dlaczego ten wulkan pozostawał nieodkryty przez tak długi czas?

W historii astronomii zdarzały się przypadki, gdy obiekty znajdujące się na linii widzenia były po prostu ignorowane. Często astronomowie nie brali pod uwagę istnienia struktur o nietypowych cechach, ponieważ nie pasowały one do podręcznikowej wiedzy. Gdy z czasem analiza danych zaczęła być prowadzona przez algorytmy komputerowe, również one ignorowały oczywiste dowody. W przypadku zdjęć Marsa, dopiero teraz jesteśmy w stanie połączyć elementy układanki, których pierwsze fragmenty dostarczyła sonda Mariner 9 w 1971 roku, na kilka lat przed lądowaniami Vikingów.

Nowo odkryty, a w rzeczywistości starożytny wulkan marsjański obecnie jest mocno erodowany, mimo że procesy erozyjne na Marsie nie zachodzą tak szybko jak na Ziemi. Robocza nazwa tego wulkanu to Noctis. Wysokość jego pozostałości to 9022 metry, co jest porównywalne do wysokości ziemskiego wulkanu Mauna Kea, licząc od jego podstawy znajdującej się głęboko pod powierzchnią oceanu, co daje około 10200 metrów.

Noctis Labyrinthus, zgrupowanie kanionów, które w wschodniej części (widocznej na górze fotografii) okazuje się być związane z wulkanem. (źródło: DLR/Mars Express/ESA)

W czasach swojej aktywności, wulkan Noctis charakteryzował się licznymi kominami, przez które na powierzchnię mogła wydobywać się lawa i gorąca para wodna. Te procesy uformowały region o powierzchni około 5 tysięcy kilometrów kwadratowych, co jest dziesięciokrotnie większe niż powierzchnia Warszawy, nadając mu wygląd przypominający pokrytą pęcherzami skórę. Można to porównać do wyeksploatowanej kopalni odkrywkowej, gdzie po wydobyciu surowca pozostaje odsłonięta wewnętrzna struktura terenu.

Należy dokładniej przyjrzeć się znanym już miejscom na Marsie

Dzięki wieloletniej analizie obrazów dostarczonych przez

• sondę Mariner 9,
• orbitery Viking 1 i 2,
• Mars Global Surveyor,
• nadal działające sondy NASA - Mars Odyssey i Mars Reconnaissance Orbiter,
• a także europejską misję Mars Express,

udało się złożyć obraz całej układanki. Jak zauważa dr Pascal Lee, planetolog, odkrycie to było dość przypadkowe: podczas badań geologicznych obszaru, gdzie znaleziono pozostałości lodowca, naukowcy zorientowali się, że znajdują się w rzeczywistości wewnątrz ogromnego, erodowanego wulkanu.

Największą wartością odkrycia pozostałości marsjańskiego wulkanu, o którym ostatnio jest głośno, nie jest samo odkrycie, ale – jak zauważa dr Anna Łosiak z Instytutu Geologicznego PAN, poproszona o komentarz – fakt zachęcenia do innego spojrzenia na to, co już wcześniej wiedzieliśmy.

Dalsza analiza otoczenia wskazuje na wulkaniczną naturę obiektu. Można nawet wyróżnić centralną kalderę, czyli zapadnięty środek krateru wulkanicznego. Ślady dawnych przepływów lawy, osady piroklastyczne i złoża uwodnionych minerałów nie czynią odkrycia wulkanu zaskoczeniem. Dr Anna Łosiak z Instytutu Geologicznego PAN potwierdza, dodając: „Od dawna wiemy, że w okolicach Valles Marineris musiało dochodzić do intensywnej działalności wulkanicznej i tektonicznej. Proponowana lokalizacja wulkanu generalnie jest logiczna”.

Jednak nasza rozmówczyni jest daleka od wydawania ostatecznego werdyktu, sugerując jednocześnie, że najlepszym sposobem weryfikacji będzie dalsze badanie – „Czy się potwierdzi? Niezmiennie potrzebujemy więcej analiz, najlepiej wykonanych przez ludzką załogę geologów planetarnych”.

Odkrycie lokalizacji wulkanu jest więc tylko punktem wyjściowym do dalszych intensywnych badań otoczenia, które najlepiej przeprowadziliby geolodzy bezpośrednio na miejscu. Pozostałości lodowca, który znajdował się na południowo-wschodnich zboczach, mogą być do dziś ukryte pod powierzchnią osadów wulkanicznych, o czym świadczą obfite złoża siarczanów, powstałe w wyniku reakcji materiału piroklastycznego z lodem. Przy tej okazji warto przypomnieć, że niedawno poruszaliśmy temat, jak długo potrwa podróż człowieka na Marsa.

Życie na Marsie to zły znak dla ludzkości?

Na Ziemi gleba wokół wulkanów słynie z wyjątkowej żyzności. Dzięki temu obszary takie jak wyspy indonezyjskie, gdzie ciągi aktywnych wulkanów są powszechne – a szczególnie Jawa – charakteryzują się gęstym zaludnieniem. Wulkan Noctis był prawdopodobnie aktywny przez większość geologicznej historii Marsa, co wpływało na jego samą strukturę oraz otoczenie. Wysoka aktywność wulkanu w końcu doprowadziła do jego erozji termicznej, spowodowanej topnieniem dużych ilości lodu pod powierzchnią – scenariusz, który może przypominać niektórym film s-f "Pamięć absolutna" z Arnoldem Schwarzeneggerem.

Jeśli okolice wulkanu były miejscem ciepłym i bogatym w związki mogące sprzyjać rozwojowi życia, oraz obecne były tam zbiorniki wodne, może to właśnie być ta oczekiwana oaza życia na Marsie. Badania łazika Perseverance potwierdziły, że Mars był kiedyś etapem "mokrej planety", z zbiornikami wodnymi takimi jak krater Jezero i rzekami, jak delta rzeki Neretwy.

Jednak wciąż nie wiadomo, jak długo taki okres mógł trwać. Jeśli był zbyt krótki, życie nie rozwinęło się do bardziej zaawansowanych form. Prof. Nick Bostrom z Uniwersytetu Oksfordzkiego, w rozmowie z Wirtualną Polską, zwraca uwagę, że odkrycie prostych form życia nie powinno nas zbytnio cieszyć. Mogłoby to bowiem świadczyć o działaniu tak zwanego Wielkiego Filtru – losowego, globalnego zdarzenia, które zniszczyło życie na wczesnym etapie. Nadal zbyt mało wiemy o Marsie, aby wydawać ostateczny werdykt dotyczący jego przeszłości.

Dr Anna Łosiak z optymizmem spogląda na przyszłość badań Marsa, odwołując się do analogii z Ziemią: "Wiem, że przed nami jeszcze wiele fascynujących odkryć. Przecież odwiedziliśmy (i to w ograniczony sposób, za pomocą robotów) dopiero kilka miejsc na powierzchni Marsa. Wyobraźmy sobie, jak niewiele wiedzielibyśmy o Ziemi, gdyby nasze zrozumienie było oparte wyłącznie na danych satelitarnych oraz kilku wybranych badaniach przeprowadzonych w miejscach, które wybrano głównie z powodu łatwości lądowania, a nie ich naukowej wartości".

Okolice wulkanu Noctis mogły to życie podtrzymywać dłużej niż w pozostałej części Marsa. Pozostałości pradawnego wulkanu znajdują się na styku z charakterystyczną formacją kanionów zwanych Valles Marineris. W filmach i literaturze s-f o Marsie to właśnie te okolice są pokazywane jako miejsce, gdzie ludzkość zaczęła ekspansję na tej planecie. Być może zyskaliśmy powód, by tak się w przyszłości stało.