Czy na Marsie może istnieć woda płynna?

Czy poza specjalnym środowiskiem rzemieślniczym na Marsie mogłaby istnieć woda w stanie ciekłym? Nie jakiś czas w odległej przeszłości, ale w ciągu ostatnich kilku lat. Atmosfera Marsa jest zbyt cienka, by istniała woda, prawda?

Być może gdyby wodę zmieszano z solami lub innymi minerałami, jej punkt sublimacji mógłby zostać wystarczająco zmieniony, aby istniał? Mars może się ogrzewać w letnie dni, do około 20 stopni Celsjusza na równiku. Być może w niektórych obszarach i okresach możemy uzyskać rodzaj płynnej wody?

Przepraszam za spekulacyjny charakter tego pytania, ale po tym, jak NASA mówiła o możliwości ciekłej wody, zastanawiałem się, czy to możliwe.

Ciekła woda może w zasadzie istnieć w wielu miejscach na dzisiejszym Marsie, ale historia ta zawiera kilka interesujących zwrotów akcji.

1. Przy niskiej wysokości ciśnienie atmosferyczne jest wystarczająco wysokie. Ciśnienie potrójnego ciśnienia H2O wynosi 611 Pascal, co odpowiada mniej więcej środkowej wysokości. Na niskich wysokościach, takich jak niziny północne, ciśnienie atmosferyczne przekroczy ciśnienie trzypunktowe, więc faza ciekła H2O staje się możliwa.

2. Nastąpi znaczne „chłodzenie sublimacyjne” lub chłodzenie wyparne. Kiedy ciśnienie cząstkowe H2O jest prawie tak wysokie jak ciśnienie całkowite, para szybko ucieka do atmosfery, co wymaga dużej ilości energii. Jeśli umieścisz kostkę lodu na równiku Marsa, nie stopi się, ponieważ chłodzenie sublimacyjne jest większe niż przychodząca energia słoneczna, nawet w południe.

3. Jeśli jednak ta kostka lodu pokryta jest cienką warstwą pyłu lub zawiera kurz, który gromadzi się na niej w miarę sublimacji lodu, utrata pary zostanie zmniejszona. W takich okolicznościach lód może się stopić, tworząc ciekłą wodę.

4. To pozostawia pytanie, w jaki sposób kostka lodu trafiłaby tam początkowo. Nazywam to „problemem źródłowym”. Miejsca na Marsie, które się nagrzewają, straciły już cały lód, a miejsca na Marsie, które mają lód, nie nagrzewają się wystarczająco. Tak więc trudno jest uzyskać płynną wodę na Marsie, ale jest to w zasadzie możliwe.

5. W przypadku soli, które obniżają temperaturę topnienia, wszystko staje się znacznie łatwiejsze, chociaż potrzebne są zapasy lodu / szronu i soli. Gdy woda z solą odparowuje, stężenie soli wzrasta, więc roztwór jest doprowadzany do punktu eutektycznego, w którym tłumienie temperatury topnienia jest najsilniejsze.

Gdybyś zapytał kilka miesięcy temu, odpowiedź brzmiałaby „prawdopodobnie tak”, teraz jest bardziej „może”.

Czysta woda nie mogła istnieć w środowisku marsjańskim. Ciśnienie jest zbyt niskie, więc woda zamieniłaby się w parę wodną.

Tak, jeśli wyprodukujesz hiperkoncentrowaną solankę, może ona pozostawać przez pewien czas w postaci płynnej w niektórych marsjańskich środowiskach. Wykazano, że roztwory nadchloranów zapobiegają zamarzaniu cieczy, nawet gdy warunki są tak niskie, jak minus 70 Celsjusza. T jego uważano za przyczyną powtarzających nachylenia lineae (czyli linie, które wielokrotnie pojawiają się na stokach wokół równika). Rzeczywisty model, w jaki sposób woda (lub solanka) mogła się tam dostać, był trudny.

Dalsze modelowanie w tym roku sugeruje, że cechy wydają się być „ziarnistymi przepływami”, tj. Piaskiem, a nie wodą. Nie istnieją na płytkich zboczach. Woda popłynie w dół na każdym zboczu, ale piasek potrzebuje stromego zbocza. Ponieważ linie pojawiają się tylko na stromych zboczach, wyglądają bardziej jak piasek płynie, a nie woda.

Jednak w grę wchodzi woda, ponieważ uwodnione sole zostały wykryte na zboczach z liniami. Nie ma wyraźnego mechanizmu powodującego, że piasek zaczyna ślizgać się na niektórych zboczach, a nie na innych.

Problemem jest nie tylko temperatura ciekłej wody, ale także ciśnienie atmosferyczne.

Na Ziemi woda wrze w temperaturze ~ 96 ° C, ponieważ ciśnienie atmosferyczne wynosi około 1 bar. Jeśli obniżysz ciśnienie, temperatura wrzenia wody również będzie mniejsza.

Na Marsie ciśnienie atmosferyczne wynosi od 30 Pa na Olympus mon (najwyższa góra) do 1,155 Pa w głębinach hellas planitia.

Jeśli spojrzysz na tę tabelę dla ciśnienia pary , zobaczysz, że 1,155 Pa (0,001155 kPa) nie jest wystarczającym ciśnieniem dla ciekłej wody, gdy lód na Marsie topnieje. Zamieniłby się natychmiast w gaz.

Ponadto możesz spojrzeć na Potrójny Punkt wody i tabelę na tej stronie, a zobaczysz, kiedy woda będzie ciałem stałym, cieczą lub gazem.