Ο Άρης είναι σήμερα ένας παγωμένος κόσμος. Ωστόσο, σε όλη την ιστορία έχει βιώσει περιόδους θερμότερων θερμοκρασιών, με ποτάμια και θάλασσες που ρέουν, λιώσιμο παγετώνων και πιθανώς άφθονη ζωή. Οι αλλαγές στο κλίμα του Άρη μπορούν να προσφέρουν ενδείξεις για την εξέλιξη άλλων πλανητών, γι' αυτό και η έρευνα έχει ενταθεί για την κατανόηση του κλίματος στον Άρη και την εύρεση στοιχείων για την πιθανή ύπαρξη ωκεανού.
Ωστόσο, σήμερα, ο Άρης έχει μια ξεραμένη επιφάνεια στην οποία η ποσότητα του νερού στην ατμόσφαιρά του συμπυκνώνεται συχνά στον παγετό, ειδικά κοντά στο βόρειο πόλο του. Σε αυτήν την περιοχή σχηματίζει πολυετή παγοκρύσταλλα. Τι συνέβη στο κλίμα του Άρη;
Η επιφάνεια και η ατμόσφαιρα του Άρη
Αν και μπορεί να φαίνεται περίεργο, παρόλο που το CO2 διατηρεί θερμότητα, μια μεγάλη ποσότητα κατεψυγμένου CO2 βρίσκεται στη νότια πολική περιοχή του Άρη. Η επιφάνεια αυτού του πλανήτη δεν δείχνει σημάδια νερού, εκτός από ορισμένες παγωμένες περιοχές ή με τη μορφή κοιλάδων που έχουν σκαλιστεί από αρχαίες πλημμύρες. Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με το έδαφος του Άρη, μπορείτε να συμβουλευτείτε αυτό το άρθρο.
Η ατμόσφαιρα του Άρη είναι κρύα, ξηρή και αραιή. Αυτό το λεπτό πέπλο, που αποτελείται κυρίως από CO2, δημιουργεί μια επιφανειακή πίεση μικρότερη από το 1% αυτής που καταγράφεται στο επίπεδο της θάλασσας στη Γη . Η τροχιά του Άρη βρίσκεται 50% πιο μακριά από τον Ήλιο από ό,τι του πλανήτη μας. Επιπλέον, η ατμόσφαιρά του είναι εξαιρετικά αραιή, συμβάλλοντας στο ψυχρό κλίμα του. Οι μέσες θερμοκρασίες είναι -60 βαθμοί Κελσίου, φτάνοντας ακόμη και τους -123 βαθμούς Κελσίου στους πόλους. Αυτά τα δεδομένα είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της κλιματικής αλλαγής στον Άρη.
Ακριβώς το αντίθετο. Ο μεσημεριανός ήλιος είναι ικανός να θερμάνει την επιφάνεια αρκετά ώστε να προκαλέσει περιστασιακή απόψυξη , αλλά η χαμηλή ατμοσφαιρική πίεση προκαλεί την σχεδόν άμεση εξάτμιση του νερού.
Αν και η ατμόσφαιρα περιέχει μια μικρή ποσότητα νερού και μερικές φορές σχηματίζονται σύννεφα νερού-πάγου, το κλίμα του Άρη χαρακτηρίζεται από αμμοθύελλες ή χιονοθύελλες διοξειδίου του άνθρακα. Κάθε χειμώνα, μια χιονοθύελλα παγωμένου διοξειδίου του άνθρακα σαρώνει έναν από τους πόλους και καθώς το παγωμένο διοξείδιο του άνθρακα εξατμίζεται στον αντίθετο πόλο, συσσωρεύονται αρκετά μέτρα αυτού του ξηρού χιονιού από πάγο. Αλλά ακόμη και στον πόλο όπου είναι καλοκαίρι και ο ήλιος λάμπει όλη μέρα, οι θερμοκρασίες δεν ανεβαίνουν αρκετά για να λιώσουν αυτό το παγωμένο νερό.
Το παρελθόν του Άρη
Οι περισσότεροι κρατήρες του Άρη έχουν υποστεί έντονη διάβρωση. Γύρω από σχεδόν κάθε νεότερο, μεγαλύτερο κρατήρα, είναι ορατές δομές που μοιάζουν με λασπόρροια . Αυτές οι λασπώδεις αποθέσεις είναι πιθανότατα παγωμένα υπολείμματα αρχαίων κατακλυσμών - συγκρούσεων αστεροειδών ή κομητών με την επιφάνεια του Άρη - που έλιωσαν περιοχές του παγωμένου μόνιμα παγωμένου εδάφους και δημιούργησαν τεράστιες τρύπες βαθιά στο υπέδαφος σε ζώνες που περιείχαν υγρό νερό. Αυτό υπογραμμίζει τη σημασία της κατανόησης του πώς το παρελθόν του Άρη επηρεάζει το τρέχον κλίμα του.
Έχουν βρεθεί στοιχεία ότι κάποια στιγμή σχηματίστηκε πάγος στην επιφάνεια, δημιουργώντας τυπικά παγετώδη τοπία. Αυτές περιλαμβάνουν βραχώδεις κορυφογραμμές που σχηματίζονται από ιζήματα που μένουν πίσω στα περιθώρια τους από την τήξη των παγετώνων, και τυλιγμένες ταινίες άμμου και χαλίκι που εναποτίθενται κάτω από τους παγετώνες από ποτάμια που τρέχουν κάτω από το στρώμα πάγου. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την κλιματική εξέλιξη του Άρη, επισκεφτείτε το .
Είναι πιθανό ο κύκλος του νερού στον Άρη να περιελάμβανε στοιχεία που σχετίζονταν με υγρές περιόδους. Μια πυκνή ατμόσφαιρα πιθανότατα θα περιείχε μια σημαντική ποσότητα νερού που εξατμιζόταν από λίμνες και θάλασσες. Αυτοί οι υδρατμοί θα συμπυκνώνονταν σχηματίζοντας σύννεφα και τελικά θα καθίζονταν ως βροχή. Το νερό που έπεφτε θα δημιουργούσε απορροή, μεγάλο μέρος της οποίας θα διαπερνούσε την επιφάνεια. Εν τω μεταξύ, θα είχε συσσωρευτεί χιονόπτωση, σχηματίζοντας παγετώνες, οι οποίοι θα είχαν απορρίψει το νερό από το λιώσιμο των πάγων σε παγετωνικές λίμνες, υπογραμμίζοντας την κλιματική αλλαγή που έχει υποστεί ο πλανήτης.
Ορισμένες από τις εικόνες που τραβήχτηκαν από τον Άρη αποκαλύπτουν την ύπαρξη τεράστιων καναλιών αποστράγγισης λαξευμένων στην επιφάνεια. Ορισμένες από αυτές τις δομές έχουν πλάτος μεγαλύτερο από 200 χιλιόμετρα και εκτείνονται σε μήκος 2000 χιλιομέτρων ή και περισσότερο. Η γεωμετρία αυτών των καναλιών αποστράγγισης υποδηλώνει ότι το νερό θα μπορούσε να έχει ταξιδέψει στην επιφάνεια με ταχύτητες έως και 270 χιλιόμετρα την ώρα.
Ένας χαμένος ωκεανός;
Σε ορισμένες περιοχές μεγάλου υψομέτρου στον Άρη, υπάρχουν εκτεταμένα συστήματα κοιλάδων που αποστραγγίζονταν σε ιζηματογενείς κοιλότητες - περιοχές χαμηλού υψομέτρου που κάποτε πλημμύριζαν. Αλλά αυτές οι λίμνες δεν ήταν οι μεγαλύτερες συσσωρεύσεις νερού στον πλανήτη. Κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενων πλημμυρών, τα κανάλια αποστράγγισης έρρεαν προς τα βόρεια, σχηματίζοντας μια σειρά από παροδικές λίμνες και θάλασσες. Όπως μπορεί να ερμηνευτεί από τις φωτογραφίες, πολλά από τα χαρακτηριστικά που παρατηρήθηκαν γύρω από αυτές τις παλιές λεκάνες πρόσκρουσης σηματοδοτούν τις περιοχές όπου οι παγετώνες εκχύθηκαν σε αυτά τα βαθιά υδάτινα σώματα. Αυτή η έρευνα μπορεί να ρίξει φως στη γεωμορφοποίηση του Άρη.
Σύμφωνα με διάφορους υπολογισμούς, μία από τις μεγαλύτερες θάλασσες στα βόρεια τμήματα του Άρη θα μπορούσε να έχει εκτοπίσει όγκο ισοδύναμο με αυτόν του Κόλπου του Μεξικού και της Μεσογείου Θάλασσας μαζί. Είναι ακόμη πιθανό να υπήρχε ωκεανός στον Άρη. Τα στοιχεία για αυτό βασίζονται στο γεγονός ότι πολλά χαρακτηριστικά των βόρειων πεδιάδων μοιάζουν με παράκτια διάβρωση. Αυτός ο υποθετικός ωκεανός ονομάστηκε Oceanus Borealis. Εκτιμάται ότι ήταν περίπου τέσσερις φορές μεγαλύτερος από τον Αρκτικό Ωκεανό μας, και προτάθηκε ένα μοντέλο του κύκλου του νερού του Άρη που θα μπορούσε να εξηγήσει τον σχηματισμό του.
Οι περισσότεροι πλανητικοί επιστήμονες δέχονται πλέον ότι μεγάλα υδάτινα σώματα σχηματίστηκαν επανειλημμένα στις βόρειες πεδιάδες του Άρη, αλλά πολλοί απορρίπτουν την ιδέα ότι υπήρξε ποτέ ένας πραγματικός ωκεανός. Ωστόσο, αυτή η συζήτηση συνεχίζει να προσφέρει μια οδό για τη διερεύνηση της κλιματικής αλλαγής στον Άρη.
Κλιματική αλλαγή
Σε έναν νεαρό Άρη, η έντονη διάβρωση μπορεί να είχε εξομαλύνει την επιφάνεια. Αλλά αργότερα, καθώς προχωρούσε προς τη μέση ηλικία, η πρόσοψή του έγινε κρύα, ξηρή και με ουλές. Έκτοτε, πιθανότατα υπήρξαν μόνο μερικές διάσπαρτες εύκρατες περίοδοι που αναζωογόνησαν την επιφάνειά του σε ορισμένες περιοχές. Αυτή η εξέλιξη είναι κρίσιμη για την κατανόηση του πώς η κλιματική αλλαγή επηρεάζει τον Άρη.
Ωστόσο, ο μηχανισμός που εναλλάσσεται μεταξύ ήπιου και σοβαρού κλίματος στον Άρη παραμένει σε μεγάλο βαθμό ένα μυστήριο. Προς το παρόν, μόνο στοιχειώδεις εξηγήσεις για το πώς μπορεί να έχουν συμβεί αυτές οι κλιματικές αλλαγές είναι δυνατές. Μια υπόθεση για την κλιματική αλλαγή στον Άρη βασίζεται στην κλίση του άξονα περιστροφής του από την ιδανική του θέση, κάθετη στο τροχιακό επίπεδο. Όπως και η Γη, ο Άρης έχει επί του παρόντος κλίση περίπου 24 μοιρών . Αυτή η κλίση μεταβάλλεται τακτικά με την πάροδο του χρόνου. Αλλάζει επίσης απότομα. Κάθε 10 εκατομμύρια χρόνια περίπου, η κλίση του άξονα καλύπτει σποραδικά έως και 60 μοίρες. Επιπλέον, ο προσανατολισμός του άξονα κλίσης και το σχήμα της τροχιάς του Άρη αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου, ακολουθώντας έναν κύκλο.
Αυτοί οι ουράνιοι μηχανισμοί, ειδικά η τάση του άξονα περιστροφής να γέρνει υπερβολικά, προκαλούν ακραίες εποχιακές θερμοκρασίες. Ακόμα και με μια λεπτή ατμόσφαιρα όπως αυτή που καλύπτει σήμερα τον πλανήτη, οι καλοκαιρινές θερμοκρασίες στα μεσαία και υψηλά γεωγραφικά πλάτη θα μπορούσαν να ξεπερνούν συνεχώς το μηδέν για εβδομάδες κατά τη διάρκεια περιόδων υψηλής κλίσης, και οι χειμώνες θα ήταν ακόμη πιο σκληροί από ό,τι είναι σήμερα. Οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στον Άρη αποτελούν έναν πολύ ενεργό τομέα μελέτης.
