Misteri Air Mars semakin dalam dengan berita terbaru

Studi tersebut mengungkapkan bahwa Mars kuno memiliki tingkat pengisian ulang air tanah yang sangat rendah, menunjukkan bahwa meskipun ada bukti adanya air di permukaannya, sistem air di planet ini sangat berbeda dengan bumi. Berasal dari metode pemodelan yang berbeda, temuan ini menyoroti tantangan dalam memahami masa lalu hidrologi Mars dan memiliki implikasi untuk eksplorasi dan pencarian sumber daya air di masa depan. (Artis konsep.) Kredit: SciTechDaily.com

Penelitian ini menunjukkan bahwa Mars kuno memiliki pengisian ulang air tanah yang minimal, berbeda secara signifikan dari dinamika air di Bumi, sehingga memengaruhi pemahaman kita tentang iklimnya dan membantu misi masa depan ke Mars.

Mars pernah menjadi dunia yang basah. Catatan geologis Planet Merah menunjukkan bukti adanya air yang mengalir di permukaan – dari delta sungai hingga lembah yang terbentuk akibat banjir bandang besar-besaran.

Namun sebuah studi baru menunjukkan bahwa tidak peduli berapa banyak curah hujan yang turun di permukaan Mars kuno, sangat sedikit yang merembes ke akuifer di dataran tinggi selatan planet tersebut.

Seorang mahasiswa pascasarjana di Universitas Texas di Austin membuat penemuan ini dengan memodelkan dinamika pengisian ulang air tanah untuk akuifer menggunakan berbagai metode—mulai dari model komputer hingga perhitungan sederhana.

Mars dalam warna asli, diambil oleh Misi Mars Emirates pada Agustus 2021. Kredit: Kevin M. Gill

Mengisi ulang air tanah di Mars

Terlepas dari tingkat kerumitannya, hasil yang diperoleh menghasilkan jawaban yang sama – rata-rata pengisian ulang air tanah hanya berjumlah 0,03 milimeter per tahun. Artinya, di mana pun hujan turun dalam model, hanya rata-rata 0,03 milimeter per tahun yang dapat menembus akuifer dan masih menciptakan bentang alam yang masih ada di planet ini saat ini.

Sebagai perbandingan, tingkat pengisian ulang air tanah tahunan untuk akuifer Trinity dan Dataran Tinggi Edwards-Trinity, yang menyediakan air ke San Antonio, umumnya berkisar antara 2,5 hingga 50 milimeter per tahun, atau sekitar 80 hingga 1,600 kali lipat tingkat pengisian ulang akuifer Mars yang dihitung oleh para peneliti.

Ada sejumlah kemungkinan penyebab rendahnya aliran air tanah, kata penulis utama Eric Hiatt, seorang mahasiswa doktoral di Jackson School of Geosciences. Saat hujan, sebagian besar air mungkin menghanyutkan lanskap Mars sebagai limpasan. Atau mungkin hujannya tidak terlalu deras.

Implikasinya terhadap iklim dan eksplorasi Mars

Temuan ini dapat membantu para ilmuwan membatasi kondisi iklim yang mampu menghasilkan curah hujan di awal Mars. Hal ini juga menunjukkan rezim air yang sangat berbeda di Planet Merah dibandingkan dengan yang ada di Bumi saat ini.

“Fakta bahwa air tanah bukanlah sebuah proses yang besar, mungkin berarti ada hal-hal lain yang ikut berperan,” kata Hiatt. “Ini bisa meningkatkan pentingnya limpasan air, atau bisa juga berarti hujan di Mars tidak terlalu banyak.” Namun hal ini pada dasarnya berbeda dari cara kita memikirkannya [water] di tanah.”

Hasilnya dipublikasikan di jurnal Ikarus. Makalah ini ditulis bersama oleh Mohammad Afzal Shadab, seorang mahasiswa doktoral di Jackson School, dan anggota fakultas Sean Gulick, Timothy Goudge, dan Marc Hesse.

Penulis utama Eric Hiatt, seorang mahasiswa doktoral di UT Austin Jackson School of Geosciences, dengan bola Mars. Kredit: Universitas Texas di Austin / Jackson School of Geosciences

Model yang digunakan dalam penelitian ini berfungsi untuk mensimulasikan aliran air tanah dalam lingkungan “steady state” di mana aliran air masuk dan keluar ke akuifer seimbang. Para peneliti kemudian memvariasikan parameter yang mempengaruhi aliran—misalnya, lokasi curah hujan atau porositas rata-rata batuan—dan mengamati variabel lain apa yang harus diubah untuk mempertahankan kondisi stabil, dan seberapa masuk akal muatan tersebut.

Meskipun ilmuwan lain telah mensimulasikan aliran air tanah di Mars menggunakan teknik serupa, model ini adalah model pertama yang memasukkan pengaruh lautan yang ada di permukaan Mars lebih dari tiga miliar tahun lalu di cekungan Hellas, Argyre, dan Borealis.

Studi ini juga mencakup data topografi modern yang dikumpulkan oleh satelit. Bentang alam modern, kata Hiatt, masih mempertahankan salah satu fitur topografi tertua dan paling berpengaruh di planet ini – perbedaan ketinggian yang ekstrim antara belahan bumi utara – dataran rendah – dan belahan bumi selatan – dataran tinggi – yang dikenal sebagai “dataran tinggi”. dikotomi yang hebat.” Dikotomi ini mempertahankan tanda-tanda terjadinya upwelling air tanah sebelumnya, yaitu ketika air tanah naik dari akuifer ke permukaan. Para peneliti menggunakan penanda geologi dari peristiwa pengangkatan di masa lalu untuk mengevaluasi berbagai keluaran model.

Dari berbagai model yang digunakan, para peneliti menemukan bahwa tingkat pengisian ulang air tanah rata-rata sebesar 0,03 milimeter per tahun paling sesuai dengan apa yang diketahui dari catatan geologi.

Penelitian bukan sekadar memahami masa lalu Planet Merah. Hal ini juga berdampak pada eksplorasi Mars di masa depan. Memahami aliran air tanah dapat membantu menginformasikan di mana menemukan air saat ini, kata Hiatt. Baik Anda mencari tanda-tanda kehidupan purba, mencoba mempertahankan penjelajah manusia, atau membuat bahan bakar roket untuk kembali ke Bumi, mengetahui di mana kemungkinan besar air berada sangatlah penting.

Referensi: “Isi ulang terbatas akuifer Dataran Tinggi Selatan di awal Mars” oleh Eric Hiatt, Mohammad Afzal Shadab, Sean PS Gulick, Timothy A. Goudge, dan Marc A. Hess, 09 Sep 2023, Icarus.
DOI: 10.1016/j.icarus.2023.115774

Penelitian ini didanai oleh NASA, Institut Geofisika Universitas Texas, dan Pusat Habitabilitas Planet UT.