מים על מאדים? רק חול וחול

בשנים האחרונות פורסמו כמה מחקרים המעידים על זרימת מים עונתית על מאדים, וממצאיהם עוררו תקוות רבות כי המים האלה עשויים לרמוז לקיום חיים על מאדים בעבר, ואולי בהווה, ולסייע להתיישבות של בני אדם על כוכב הלכת השכן. אבל מחקר גיאולוגי חדש מטיל צל כבד על התקוות האלה.

החוקרים מהמכון הגיאולוגי האמריקאי בחנו תופעה המכונה "קווי שיפוע נשנים" (Recurring Slope Lineae - RSL). קווים אלו נראים כרצועות כהות המופיעות על שיפועי הרים ומכתשים, בעשרות מקומות על פני מאדים.

הופעתן המחזורית של רצועות אלו בעונה החמה של מאדים גרמה לחוקרים לקשור את התופעה להפשרה של קרח תת-קרקעי ולנביעתם של מים נוזלים. מדידה של מלחים המופיעים לאחר התאיידותם של מים על רצועות אלו, חיזקה את הטענה הזו. עצם העובדה שמים זורמים לא צולמו מעולם הוסברה בכך שהזרימה היא תופעה קצרה, והמים הזורמים מתאדים עד לשעות הצהריים, אז מצלמים הלוויינים החגים סביב מאדים את פני כוכב הלכת. הערכה שמדובר במים זורמים הובילה את סוכנות החלל האמריקאית, נאס"א, להסיט את רכב המאדים קיוריסיטי ממסלולו, כדי שלא יעבור בסמוך לרצועה כזאת מחשש שחיידקים ארציים שדבקו ברכב לא יזהמו חיים בקטריאליים שאולי קיימים ב-RSL.

הרעיון של מים זורמים על מאדים אמנם מלהיב ומרגש, אבל מבחינה פיזיקלית יש לו בעיות רבות. מצב צבירה נוזלי של כל חומר תלוי בלחץ ובטמפרטורה שהחומר נמצא בהם. בלחץ האטמוספרי בגובה פני הים על כדור-הארץ, למשל, מים יקפאו באפס מעלות צלזיוס וירתחו במאה מעלות צלזיוס. הלחץ האטמוספרי הממוצע במאדים נמוך פי אלף מזה של כדור-הארץ, ובממוצע הוא נמוך פי 16 לפחות מהערך המאפשר למים להיות נוזליים. ולכן אם הקרח התת-קרקעי של מאדים נחשף, הוא מתאדה מיד בתהליך כימי המכונה המְרָאָה (סובלימציה) – מוצק שהופך לגז בלי שלב ביניים של נוזל. בעוד הערכים עבור מים מלוחים מאד יכולים לאפשר מים נוזליים בלחץ האטמוספרי של מאדים, חשבון פשוט מראה שבקצב הנוכחי של יצירת RSL, כמות המלחים שהייתה מצטברת על המדרון הייתה גדולה בהרבה מהכמות שנמדדה בצילומים. בעיות אלו ואחרות דחקו בגאולוגים אמריקאים לחקור באופן שיטתי את ה-RSL בכ-150 אתרים על מאדים כדי לחשוף את תהליך היווצרותם.

במאמר החדש, שפורסם בכתב העת Nature geoscience, מציגים הגאולוגים עדויות התומכות ברעיון שה-RSL אינם נוצרים מזרימה של מים אלא מגלישה של גרגירי חול. ראשית, שיפוע הקרקע בסופה של כל רצועת RSL, הוא בין 28 ל-35 מעלות. טווח הזוויות הזה מכונה זווית החיכוך (Angle of fricton), או זווית המנוחה (Angle of repose), כלומר הזווית שבה גרגירים ייאחזו במדרון ולא יחליקו. זווית החיכוך היא תכונה של מצב החומר - כך למשל חול ים יבש יחליק כאשר הוא מונח על שיפוע של יותר מ-40-30 מעלות, אבל חול רטוב יוכל להיתפס בפני השטח גם בשיפוע של 90 מעלות - לכן על חוף הים אנחנו בונים ארמונות מחול רטוב ולא מחול יבש. העובדה שהשיפועים של ה-RSL מסתיימים בזווית החיכוך של חול יבש, אומרת שההחלקה היא כנראה של חול יבש משום שמים יכולים לזרום למטה גם בזוויות קטנות יותר – כל עוד הן גדולות מאפס מעלות.

שאלה של טמפרטורה, לחץ אטמוספרי וזווית השיפוע. מדרונות על מאדים שבהם נצפתה "זרימה עונתית" | צילום: נאס"א

מלחים ואדים

מדוע אם כך, הופעתם המחזורית של ה-RSL, תלויה בעונות השנה ורואים עליהם ריכוז של מלחים מומסים במים? החוקרים טוענים שהתחממות פני השטח יכולה לגרום לקרח תת-קרקעי להתאדות, ופרצי הגז שיוצאים מבעד לאדמה גורמים לגרגירי חול להחליק במדרון. בעוד הקרח מתאדה, המלח שבו נותר על הקרקע כך שאין צורך במים נוזלים כדי להסביר את התופעות האלו. גם ההסבר הזה אינו נטול בעיות, אבל נראה שהממצאים שומטים את הקרקע מתחת לרגלי המדענים שכבר דמיינו עצמם משכשכים בבוץ של מאדים...

פני השטח של מאדים מעידים על מים זורמים שעיצבו את בעבר הרחוק את הקרקע של כוכב הלכת, וכללו ביון השאר נהרות ואגמים. אבל נראה שכיום מים אינם זורמים כלל על פניו. יידרשו מחקרים נוספים כדי לגלות אם אכן יש אזורים רטובים על פני כוכב הלכת האדום, ואולי לאור הממצאים יחליטו בנאס"א שבכל זאת כדאי לשלוח את רכב השטח קיוריוסיטי לבחון את החלק התחתון של אחד השיפועים המסקרנים הללו.