ไขปริศนาคาร์บอนที่หายไป นักวิจัย JAXA พบหลักฐานใหม่ ชี้ร่องรอยน้ำโบราณบนดาวอังคารอาจซ่อนอยู่ใต้ดิน
นักวิทยาศาสตร์ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่า ในอดีตดาวอังคารเคยมีน้ำบนพื้นผิวอย่างอุดมสมบูรณ์ ไม่ว่าจะเป็นน้ำใต้ดิน แม่น้ำ และมหาสมุทรขนาดใหญ่ทางซีกเหนือ แต่ยานสำรวจภาคพื้นดินและยานอวกาศโคจรรอบดาวกลับพบหินคาร์บอเนตบนพื้นผิวในปริมาณที่น้อยมาก ซึ่งขัดแย้งกับทฤษฎีที่ว่าดาวอังคารเคยมีบรรยากาศหนาแน่นด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และเต็มไปด้วยน้ำไหลผ่าน ล่าสุด ทีมนักวิจัยจากองค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น หรือแจ็กซา (Japan Aerospace Exploration Agency: JAXA) ร่วมกับสถาบันวิทยาศาสตร์โตเกียวและสถาบันเซติ (SETI Institute) ได้นำเสนอการศึกษาทางเคมีธรณีวิทยาที่ลงเผแพร่ในวารสาร JGR Planets ซึ่งอาจช่วยไขปริศนานี้ได้ โดยพบว่าหินคาร์บอเนตไม่ได้หายไปไหน แต่ถูกทำลายที่พื้นผิวและกลับไปสะสมตัวลึกลงไปใต้ชั้นพื้นดิน
ปริศนาดังกล่าวยังรวมถึงคำถามที่ว่า เหตุใดหินคาร์บอเนตที่พบบนดาวอังคารจึงแบ่งออกเป็นสองกลุ่มชัดเจน คือ กลุ่มที่มีแคลเซียมและเหล็กสูง กับกลุ่มที่มีแมกนีเซียมสูง ซึ่งเดิมทีนักวิจัยมักมุ่งเน้นการปฏิสัมพันธ์ของน้ำกับหินเมฟิก (mafic rocks) ที่อุดมด้วยเหล็กและแมกนีเซียม แต่ช่วงหลังมานี้ ยานสำรวจกลับตรวจพบหินเฟลด์สปาร์ (feldspar-rich rocks) บนดาวอังคารเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยหินชนิดนี้อุดมไปด้วยแคลเซียม โซเดียม และอะลูมิเนียม ซึ่งเป็นกลุ่มแร่ที่พบมากที่สุดบนเปลือกโลกเช่นกัน ทีมนักวิจัยจึงใช้แบบจำลองเคมีเทอร์โมไดนามิกแบบหนึ่งมิติ เพื่อจำลองการไหลซึมของน้ำผ่านหินทั้งสองชนิดภายใต้สภาวะของดาวอังคารโบราณ ตั้งแต่ช่วงเวลาสั้นๆ ไม่กี่ปี ไปจนถึงระยะยาวนานถึง 100,000 ปี
ภาพกราฟิกแสดงน้ำใต้พื้นผิวดาวอังคาร
เครดิต: ESA/Medialab
ผลการจำลองพบว่า หินเฟลด์สปาร์สามารถทำปฏิกิริยากับน้ำและกำเนิดหินคาร์บอเนตชนิดที่มีแคลเซียมและเหล็กสูงได้ดีในเกือบทุกสภาวะ ขณะที่หินเมฟิกจะสร้างคาร์บอเนตชนิดนี้ได้เพียงช่วงสั้นๆ ก่อนจะเปลี่ยนเป็นชนิดที่มีแมกนีเซียมสูงนอกจากนี้ แบบจำลองยังชี้ให้เห็นว่า กระบวนการซึมลงของน้ำใต้ดินมีประสิทธิภาพในการสร้างหินคาร์บอเนตได้ดีกว่าน้ำที่ขังอยู่นิ่งๆ บนพื้นผิวอย่างมาก โดยน้ำใต้ดินจะละลายหินคาร์บอเนตบริเวณใกล้พื้นผิว และนำไปตกตะกอนสะสมตัวใหม่อีกครั้งในระดับที่ลึกลงไป ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ลักษณะเดียวกันกับทฤษฎีน้ำที่หายไปของดาวอังคาร
การค้นพบครั้งนี้ได้ให้แนวทางใหม่สำหรับการสำรวจในอนาคต โดยชี้ให้เห็นว่าภารกิจขุดเจาะลงไปในชั้นหินเฟลด์สปาร์ใต้พื้นผิว อาจเผยหลักฐานสำคัญเกี่ยวกับอดีตที่เคยอบอุ่นและชุ่มชื้นของดาวอังคาร รวมถึงอาจค้นพบแหล่งน้ำที่ถดถอยลงไปอยู่ใต้ดินเมื่อครั้งที่ภูมิอากาศของดาวอังคารเริ่มเปลี่ยนแปลงไปสู่ความหนาวเย็นและแห้งแล้งเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ซึ่งการระบุตำแหน่งแหล่งน้ำและชั้นหินเหล่านี้จะกลายเป็นหัวใจสำคัญอย่างยิ่งต่อการตั้งถิ่นฐานและการสำรวจดาวอังคารอย่างต่อเนื่องต่อไป
ข้อมูลอ้างอิง: Earth-Life Science Institute
- What ancient Mars’s rocks reveal about its buried carbonate stores