USA:n avaruushallinto julkaisi perjantaina suuria lupailevan tiedotteen. Maanantaina on luvassa tiedotustilaisuus, jossa kerrotaan "Marsin salaisuuden ratkeamisesta".
Todellisuudessa kyse ei taida olla mistään ihan noin hulppeasta. Todennäköisemmin kyse on ainakin jonkin tason julkisuustempusta.
Tiedotustilaisuudessa mukana olevilta tutkijoilta julkaistaan pian yhteisjulkaisu Nature Geosciences -julkaisusarjassa. Jutun otsikko on suurpiirteisesti "spektrometrin avulla saatuja todisteita hydraattisuoloista Marsin vuotuisissa nestevirroissa". Tutkimusta on esitelty jo aiemmin esimerkiksi konferensseissa.
Marsista löydettiin jo vuosia sitten ensimmäiset merkit rinteitä jonkin matkaa alas virtaavasta nesteestä (tässä esimerkki vuodelta 2006). Vuosien saatossa ja kuvien kertyessä havainto on varmistunut vuosittain tapahtuvaksi normaaliksi ilmiöksi. Virtauksia esiintyy etenkin päiväntasaajan puoleisilla rinteillä, ja etenkin auringon porottaessa lämpimästi. Kuvat eivät riitä kertomaan mistä nesteestä on kyse, mutta todennäköisin syy on vesi. Koska puhdas vesi ei kuitenkaan selviä pinnalla, vahvin kandidaatti ilmiön aiheuttajaksi on jonkinlainen erittäin väkevä suolaliuos. Asian yksityiskohdista on väännetty kättä tiedeyhteisössä jo vuosia: mitä suoloja vedessä on, mistä vesi tulee, ja niin edelleen. Varmaa näyttöä mistään on vaikea saada, sillä suolojen pitäväksi tunnistamiseksi geologien täytyisi päästä paikan päälle analysoimaan kiviä. Ja sellaista ei ole näköpiirissä.
Hehkutuksesta huolimatta maanantainakaan esiteltävät tulokset siis tuskin tuovat mihinkään täyttä varmuutta. Kyse nimittäin lienee CRISM-spektrometrin aineiston analyysistä. CRISMin avulla tehdyt tulokset ovat kuitenkin usein varsin monitulkintaisia, eikä tutkijayhteisö ole ennenkään täysin vakuuttunut kaikista sen avulla tehdyistä "huikeista" löydöistä.
Yllä kuva Marsin rinteille ilmestymistä valumista. Kuvaa klikkaamalla näkee animaation. Kuva: NASA/JPL-Caltech / UoA
Suomeksi sanottuna maanantain tiedotustilaisuuden aihe lienee siis yksi artikkeli monien joukossa. Siinä saadaan hieman aiempia parempia tuloksia suoloista, muttei mitään varmaa. Vasta pitkä tieteellinen keskustelu osoittaa, onko mikään "mysteeri" todella ratkennut.
Aina sopii kuitenkin toivoa, että kyse on jostain enemmästä.
Väliotsikon lauseen heitti ensimmäisenä ilmaan sosiologian professori Marcello Trucci. Carl Sagan puolestaan popularisoi lauseen.
Juuri ällaisia todisteita NASAn tiedotustilaisuudelta nyt vaaditaan - siis mikäli kyse todella on jonkin suuren "mysteerin ratkaisusta".
On suoraan sanoen ikävää, että NASA käyttää instituution vaikutusvaltaansa tiettyjen löytöjen hehkuttamiseen. Tällä kertaa artikkeli toki on käynyt läpi vertaisarvioinnin, ja tutkimus julkaistaan tieteellisesti vakuuttavassa lehdessä. Vaikka kyse ei olekaan täysin puhtaasta tieteenteosta pressikonferenssin kautta, ollaan ikävän lähellä sitä. Suurin osa Nature-julkaisuista ei saa osakseen tällaista huomiota.
Toisaalta on kyllä aina hyvä, että planeettatutkimus saa positiivista medianäkyvyyttä.
Yhtä kaikki, suuria lupaileva tiedote sai totuttuun tapaan heti tuulta alleen mediassa. Suomessakin asiasta uutisoitiin. "NASA julkaisee mullistavia uutisia Marsista", hehkutti viihdelehti Stara. Asiasta kertoivat myös Ilta-Sanomat sekä MBnet.
"Mysteerin" ratkaisu oli kuitenkin varsin helppo löytää. Nature Geoscience -sarjan in press -juttu löytyy nimittäin listattuna ainakin konferenssissa istuvan Lujendra Ohjan netistä löytyvässä julkaisuluettelossa.
Artikkelin viite on kokonaisuudessaan Ojha, Wilhelm, Murchie, McEwen, Wray, Hanley, Massé, Chojnacki: “Spectral evidence for hydrated salts in recurring slope lineae on Mars.” Nature Geosci., in press, doi:10.1038/ngeo2546. Julkaisu löytynee tämän linkin takaa jossain vaiheessa maanantaina.
Sanotaan heti aluksi: Minusta Marsin kuut voisi ihan hyvin tiputtaa planeetan pinnalle.
Naapuriplaneettamme on ihastuttanut mahdollisena ihmiskunnan kakkoskotina jo kauan. Vaikka Mars on nyt kylmä, karu ja asumaton, se voitaisiin kuitenkin saattaa asumiskelpoiseksi. Tai ainakin sitä voitaisiin kokeilla, jo ihan nykytekniikalla.
Maankaltaistamiseksi kutsuttu prosessi eittämättä sisältää monia ongelmia: Kuka maksaa, miksi sinne pitäisi mennä, kannattaako se, onko meillä oikeutta sotkea toistakin planeettaa, mitä jos tuhoamme samalla sikäläisen alkeellisen elämän, ja niin edelleen. En kuitenkaan halua keskittyä noihin asioihin.
Tässä tekstissä käsittellään vain yhtä käytännön ongelmaa: Räjähdyksiä.
Mistä nyt on siis kysymys?
Suurin este eläkepäiviemme auvoisalle vietolle Marsissa on sen nykyinen kaasukehä. Paine pinnalla on vain sadasosa täkäläisestä, eikä myrkyllistä kaasua voisi muutoinkaan hengittää. Planeetalla vallitsee lisäksi ikävä pakkanen, eikä kaasuista ole törmäys- tai säteilysuojaksikaan kuin vain nimeksi.
Marsiin lähitulevaisuudessa asumaan halajavat joutuvatkin suunnittelemaan asumuksensa ja pukunsa aivan yhtä tiiviiksi kuin Kuuhun tai asteroideille muuttavat.
Ratkaisu ongelmaan on keksitty. Buustataan kasvihuoneilmiötä.
Kasvihuonekaasut nostavat jo nyt Marsin pintalämpötilaa viidellä asteella, mutta se ei riitä. Ilman tuota samaa ilmiötä Maassakin olisi hulppeat 30°C kylmempää. Mutta, koska Mars on kauempana Auringosta, naapurissamme lämmitysvaikutus pitäisi nostaa 50–80 asteeseen. Jotta se siis olisi meille miellyttävä paikka.
Ratkaisun avain löytyy vedestä ja hiilidioksidista. Kumpaakin on aimo kasa jäätyneenä napajäätiköissä, ja ainakin vesijäätä löytyy pinnan alta lähempänä päiväntasaajaakin. Aineet ovat merkittäviä kasvihuonekaasuja. Jos ne vain saataisiin jotenkin kaasuuntumaan, paine ja lämpötila pinnalla nousisivat pian siedettävälle tasolle. Mutta kuinka se tapahtuisi?
Tarvitaan paljon energiaa. Räjäytyksiä. Ja kuka nyt räjäytyksiä voisi vastustaa?
Ydinpommeja, asteroideja ja komeettoja
Yrittäjä-sijoittaja-keksijä-ja-ties-mitä-muuta Elon Musk kohautti viikko sitten ehdottamalla, että Marsin napajäätiköitä voitaisin pommittaa ydinpommeilla. Idea sinällään on jo vanha, ja oletan että myös Musk on puhunut siitä julkisesti. Hän vain on sen sortin merkkihenkilö, että saattaa joskus jopa toteuttaa idean. Kannattaa siis suhtautua semivakavasti.
Projekti on jopa toteutettavissa. Yhden suuren ydinlatingin massa on muutamia tonneja. Sellaisen kuskaamiseksi riittää saman kokoinen raketti kuin se, joka vei MSL-mönkijänkin perille. Eikun siis posauttelemaan.
Hetkinen. Yhden pommin – jättimäisenkään – räjäyttäminen ei riitä. Valistunut arvaukseni on, että niitä tarvittaisiin tuhansia, ehkä enemmän, jotta saadaan aikaan mitään pitkällä aikavälillä merkittävää. Mutta jo muutama ydinräjäytys ja alueelta leviävät kaasut riittävät aikaansaamaan ikävän radioaktiivisen ongelman koko pallolle. Ja, koska rakettilaukaisut eivät aina onnistu nappiin, saastumisen vaara lymyää myös kotona Maassa. Puhumattakaan poliittisesta vastustuksesta. Ei siis kovin optimoitu ratkaisu.
Business Insider tarjosi kätevämpää vaihtoehtoa. Miten olisi asteroidin törmäyttäminen napajäätikköön? Sopivan isolla murikalla jäätä saadaan höyrystettyä kerralla kokonaisen ydinpommiarsenaalin voimalla. Ilman radioaktiivisuutta. Vielä parempi idea olisi ohjata jokin pitkulaisemmalla radalla oleva komeetta törmäyskurssille. Sellainen mäjähtäisi pintaan vielä suuremmalla voimalla, ja toisi itsekin kivasti kasvihuonekaasuja mukanaan. Avaruusmurikoiden ohjailuun on keinoja – teoreettisia sellaisia.
Tuossakin on ongelmansa.
Sopivan asteroidin löytäminen riittävän ajoissa on neulan etsimistä heinäladosta. Komeetat ovat vieläkin harvemmassa. "Sopiva" olisi sellainen, joka ohittaa Marsin muutoinkin läheltä, jolloin pelkkä radan pieni tuunaus riittäisi. Mitä enemmän rataa pitää nimittäin muuttaa, sitä suuremmaksi nousee myös ongelmien todennäköisyys. Jo pieni asteroidi olisi massaltaan niin suuri, että projektiin täytyy kaikesta huolimatta varata kymmeniä, ehkä satoja vuosia. Ja lopputuloksen kanssa täytyy olla erittäin tarkkana, sillä napajäätiköt ovat kuitenkin varsin pieniä maaleja (läpimitat 350 ja 1000 km), jotka vieläpä liikkuvat planeetan mukana 24 km/s. Mikä tahansa törmääjän sisäisestä rasituksesta johtuva halkeama, nitkahdus, kaasupurkaus, tai vaikkapa lähiohitus toisen kappaleen kanssa voi siirtää törmäyspaikkaa ratkaisevasti. Eikä hutiosumasta ole mitään hyötyä.
Entäpä kuut?
Itse pitäytyisin tutussa ja turvallisessa. Marsin kuut Phobos ja Deimos ovat jo valmiiksi paikalla. Miksei niitä voisi tiputtaa alas?
Kummallakin on massaa kuin verrattain suurella asteroidilla: isompi on 20-kilometrinen mötikkä, toinen puolet pienempi. Mikä parasta, niiden ratoja voi seurata paikan päältä paljon asteroideja tarkemmin. Niitä voi töniä hiljakseen, ihan samoilla keinoilla kuin asteroidejakin.
Eikä hommassa edes tuhottaisi mitään pysyvää, sillä Phobos on ihan muutoinkin törmäämässä Marsiin – vaikkakin aikaisintaan vasta miljoonien vuosien päästä. Deimos taas selviää, jos sen rataa ei aleta muuttamaan.
Reippaasti yksinkertaistettuna tapahtuma näyttäisi siis jotakuinkin tältä:
Tunnustan: Tässäkin ideassa toki piilee ongelman siemen. Tietenkin. Huokaus.
Ensinnäkin, Marsin kuut kiertävät planeettaa lähes päiväntasaajan yläpuolella. Radan muuttaminen napajäätiköiden yli meneväksi vaatii ylettömän paljon energiaa (ja kestänee kauan). Kiertokeinokin on: Jos jäätä on merkittäviä määriä myös muualla kuin napa-alueilla, kuten viimeaikaisten tutkimusten perusteella vaikuttaa todella olevan, jo pieni muutos kuun inklinaatiossa voisi riittää sopivalle alueelle pääsemiseen ennen varsinaista törmäyttämistä.
Toiseksi, kiertoradalla ei tehdä äkkijarrutuksia. Etenkään yli 10-kilometrisillä kivenmurikoilla.
Vuorovesivoimat alkavat repiä kuita kappaleiksi jo hyvän aikaa ennen pintaan osumista, ehkä 2000–4000 km pinnan yläpuolella. Koska kuiden tarkkaa rakennetta ei tunneta, hajoamiskorkeuden tarkka määrittäminen ei onnistu. Kuut kuitenkin hajoavat jossain vaiheessa kivirykelmäksi tai -nauhaksi, joka ei sitten enää ole ohjailtavissa. Pinnalle ei siis synny mitään yksittäistä monttua, vaan pitkä kraattereiden sarja. Tämä voisi toisaalta olla hyväkin: Osaset voivat rei’ittää napajäätikön tehokkaammin, laajemmalta alueelta, aivan kuin konekiväärin luodit. Jos ne vain osuvat kohdalle.
Kolmanneksi, tippuvankin kuun törmäys tapahtuu loivassa kulmassa ja varsin hitaalla nopeudella (kuitenkin useita kilometrejä sekunnissa). Kuun tipahtaminen ei siis vastaa ollenkaan samankokoisen asteroidin törmäystä (vauhti yli 10 km/s). Tällä ei kuitenkaan liene paljoa väliä, sillä Marsin kaikki tunnetut jäävarannot ovat pinnan tuntumassa. Jos niiden lähelle osutaan, ne kaasuuntuvat varmasti.
Paluu todellisuuteen
Ja mitä hyötyä tästä kaikesta sitten on? En oikeastaan tiedä.
Kukaan ei ole ikinä maankaltaistanut Marsia, tai mitään muutakaan. Tai oikeastaan se on kyllä tehty kymmeniä, ehkä satojakin kertoja, mutta vain tieteiskirjallisuudessa, toiveajattelussa ja tätä tekstiä vastaavissa mitäjossitteluissa. Veikkaan, että teoretisoinnin määrä ehtii monikertaistua kauan ennen kuin ihmiskunta ryhtyy asiassa tositoimiin.
Toivon, että Musk tai joku muu rahapohatta-innovaattori innostuu oikeasti yrittämään, sitten kun on kokeillut kaikkea muuta. Mielummin jollain muulla kuin ydinpommeilla.
Olisi nimittäin kiva nähdä tuollainen törmäys. Enkä millään viitsisi odottaa miljoonia vuosia Phoboksen omatoimista tippumista.
3,2 miljardia vuotta sitten Marsissa lainehti vielä hetken ajan vettä. Aurinkokunnan suurimmissa tulvissa pohjavesi purkautui punaisen planeetan pinnalle ja koversi valtavia kanjoneita, kuten otsikkokuvan Kasei Vallesin pohjoisella pallonpuoliskolla.
Tutkijat ovat olleet pitkään siinä käsityksessä, että tulvavedet olivat lähtöisin planeetanlaajuisista kerrostumista, mutta tuoreen tutkimuksen mukaan näin ei ole. Vesi oli peräisin paikallisista esiintymistä, joissa jäätä oli kertynyt pinnan alle 450 miljoonaa vuotta aiemmin.
"Tulvat johtuivat paikallisista, eivät globaaleista prosesseista", toteaa J. Alexis P. Rodriguez, joka on Planetary Science Instituten tutkija.
Jokien kuljettama maa-aines ja jäätiköiden sulamisvedet täyttivät muinaisen meren pohjassa olleet syvänteet planeetan pohjoisilla leveysasteilla. Vedensekaiset kerrostumat jäätyivät, mutta satoja miljoonia vuosia myöhemmin pinnan alla vellonut laava alkoi sulattaa jäisiä maakerroksia.
Seurauksena oli laajoja, satojen kilometrien mittaisia maanalaisten jokien verkostoja, joista vesi paikoitellen purkautui pinnalle. Näin syntyivät laajat tulvat, joiden muodostamat tasangot ovat edelleen näkyvissä Marsin pinnalla.
"Tutkimuksemme perusteella muinaisessa Marsissa sedimentaatio saattoi haudata ja sitoa valtavia määriä aiemmin pinnalla ollut vettä, mikä ehkä käynnisti Marsin muutoksen jäätyneeksi maailmaksi, jollainen se on ollut suurimman osan historiastaan", Rodriguez arvioi. "Todisteita muinaisista ympäristöistä, jotka ovat voineet olla elämälle suotuisia, saattaa löytyä pinnan alla olleesta aineksesta, joka sittemmin on paljastunut."
"Koska veden kerrostuminen, jäätyminen, lämpeneminen ja purkautuminen pinnalle on ollut paikallista, Marsin pinnan alla saattaa edelleen olla vesijäävarastoja. Niitä voi esiintyä sekä ammoisen pohjoisen meren reunamilla, mutta myös muilla seuduilla, missä on ollut aika ajoin meriä ja järviä", Rodriguez jatkaa. "Sillä olisi suuri merkitys tulevaisuuden miehitettyjen Mars-lentojen kannalta."
Nasa laukaisee ensi vuonna seuraavan luotaimen kohti Marsia. Punaisen planeetan sisuksia tutkiva InSight lähtee matkaan maaliskuussa ja saavuttaa määränpäänsä puoli vuotta myöhemmin.
Luotaimen mukaan laitetaan mikrosiru, johon talletetaan iso liuta avaruustutkimuksesta kiinnostuneiden nimiä.
Oman nimensä on voinut lähettää avaruuteen monen aikaisemmankin luotaimen mukana, mutta nyt Nasalla on käynnissä "Frequent Flyer" -ohjelma. Sen ensimmäinen matka tehtiin viime joulukuussa. Orion-aluksen testilennolla oli mukana lähes 1,4 miljoonan "kanta-asiakkaan" nimeä.
Innokkaat avaruusharrastajat voivat kerätä "Mars-pisteitä" osallistumalla ohjelmaan ja lähettämällä nimensä myös tuleville lennoille. Ohjelman seuraava lento on Orion-aluksen ja sen uuden SLS-kantoraketin neitsytmatka, jonka on määrä toteutua syksyllä 2018. Silloin kohteena on Kuu, jonka taitse miehittämätön alus kiertää.
Nimiä kerätään 8. syyskuuta saakka ja ohjelmaan voi liittyä osoitteessa http://go.usa.gov/3Aj3G.
InSight-luotaimesta puolestaan löytyy lisätietoa luotaimen kotisivuilta.
Huomenna tulee kuluneeksi tasan kymmenen vuotta siitä, kun NASAn Mars Reconnaissance Orbiter eli MRO-luotain laukaistiin kohti punaista planeetta. Se saapui perille maaliskuussa 2006 ja on edelleen täydessä iskussa: luotain lähettää kuvia ja tietoja Marsista enemmän kuin muut kuusi luotainta ja kulkijaa yhteensä.
Jatkuva datavirta on tärkeää sekä tutkimukselle että tulevien luotainten toiminnalle. MRO pystyy erottamaan Marsin pinnalta pöydän kokoisia yksityiskohtia, joten sen kuvien perusteella valitaan laskeutumispaikat sekä ensi keväänä laukaistavalle InSight-luotaimelle (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) että vuoteen 2020 tähtäävälle Mars-kulkijalle.
"Laukaisun jälkeen kriittisin hetki koitti 10. maaliskuuta 2006, jolloin luotain asettui Marsia kiertävälle radalle", muistelee MRO:n projektipäällikkö Dan Johnston. "27 minuuttia kestänyt luotaimen päämoottorien poltto, joka hidasti sen vauhtia, tapahtui luotaimen ollessa Marsin takana. Jouduimme odottelemaan tovin jännityksellä, sujuiko kaikki suunnitellusti."
Luotaimen rata oli alkuun hyvin elliptinen, mutta sen muotoa muutettiin "ilmajarrutuksella". Viiden kuukauden aikana MRO sukelsi yli 400 kertaa Marsin kaasukehän yläosiin, jolloin ilmanvastus hidasti sen nopeutta.
Varsinainen tutkimusvaihe alkoi marraskuussa 2006 ja jatkui alkuun yhden Marsin vuoden eli noin kahden Maan vuoden ajan. Luotain tarkkailee kuitenkin edelleen Marsin pintaa ja kaasukehää noin 300 kilometrin korkeudesta, missä se kiertää planeetan napojen kautta 12 kertaa vuorokaudessa.
Mars Reconnaissance Orbiter on löytänyt runsaasti merkkejä veden esiintymisestä sekä ennen että nyt. Vajaa kuukausi sitten otetussa otsikkokuvassa näkyy Vallis Marineris -rotkossa havaittuja uurteita, joiden arvellaan syntyvän suolaisen veden virtauksesta.
Melkein vuosikymmenen jatkuneet havainnot ovat mahdollistaneet vuodenaikojen vaihtelun pitkäaikaisen seurannan. MRO on kuvannut Marsin pinnalla erilaisia aktiivisuuden muotoja, kuten pölymyrskyjä, maanvyöryjä, vaeltavia dyynejä ja tuoreita meteoriittikraattereita.
MRO-luotaimen mittausten mukaan planeetan eteläisessä napajäätikössä on niin paljon hiilidioksidia, että se riittäisi kaksinkertaistamaan Marsin kaasukehän tiheyden, jos ilmasto lämpenisi.
Tieteellisen tutkimuksen lisäksi MRO on muiden luotainten apuna, sillä se toimii pinnalla liikkuvien kulkijoiden viestilinkkinä Maahan. Pari viikkoa sitten luotaimen rataa muutettiin siten, että se voi välittää myös ensi vuoden syyskuussa laskeutuvan InSight-luotaimen radioliikennettä.
MRO:n kymmenvuotisesta taipaleesta kerrottiin JPL:n (Jet Propulsion Laboratory) uutissivuilla.
Nykykäsityksen mukaan Mars jäähtyi ja kuivui jo miljardeja vuosia sitten. Tutkijat ovat nyt paikallistaneet muinaisen järven, joka saattoi olla punaisen planeetan viimeisiä vesistöjä.
Lähellä Opportunity-kulkijan laskeutumispaikkaa Meridiani-tasangolla on vajaan 50 neliökilometrin kloridiesiintymä, joka muistuttaa Maasta tuttuja suolajärviä. Sellaisia syntyy veden haihtuessa, mitä arvellaan tapahtuneen myös Marsissa ilmasto-olojen muuttuessa.
Suolajärven liepeillä olevien mineraaliesiintymien perusteella muinainen järvenpohja on korkeintaan 3,6 miljardia vuotta vanha. Siinä olisi siis lainehtinut vettä vielä pitkään sen jälkeen, kun suurin osa Marsin vedestä oli jo kadonnut.
"Kyseessä on pitkäikäinen järvi ja pystyimme määrittämään hyvin tarkasti, kuinka vanha se voi korkeintaan olla", sanoo tutkimusryhmää johtanut Brian Hynek. "Voimme olla melko varmoja, että se oli viimeisiä suurikokoisia järviä Marsissa."
Kloridiesiintymän laajuuden ja paksuuden perusteella tutkijat arvioivat, että veden suolapitoisuus on ollut vain noin kahdeksan prosenttia Maan merien suolapitoisuudesta. Siksi siinä on voinut esiintyä alkeellista elämää mikrobien muodossa.
"Pelkän suolapitoisuuden puolesta järvi on mitä ilmeisimmin ollut elämälle suotuisa suurimman osan olemassaolostaan", Hynek arvioi. Tutkimuksessa ei kuitenkaan selvitetty muita elämän edellytyksiin vaikuttavia tekijöitä, kuten taannoisen veden happamuutta.
Marsin Gale-kraatterissa vaeltava Curiosity on löytänyt kiviä, jotka ovat mahdollisesti peräisin Marsin muinaisesta, graniittisesta kuorikerroksesta. Sellaisesta ei ole aiemmin nähty jälkeäkään.
Marsia on pidetty lähes kauttaaltaan kivilajeiltaan basalttisena planeettana. Sikäläiset magmakivet ovat yleensä tummia ja varsin tiheitä, eli samanlaisia kuin maankuoressa valtamerten pohjassa, tai Islannissa ja Havaijulla. Curiosityn laskeutumisalueella eli Gale-kraatterissa on kuitenkin myös vaaleita ja hyvin vanhoja kiviä, joilla on ikää pyöreästi neljä miljardia vuotta.
"Olemme nähneet kulkijan reitin varrella kauniita kiviä, joissa on suuria, vaaleita kiteitä, ja se on Marsissa melkoisen odottamatonta", hämmästelee Roger Wiens, Curiosityn "lasertykin" eli ChemCam-instrumentin päätutkija. "Yleisesti ottaen vaaleiden kiteiden tiheys on pieni, joten niitä on runsaasti Maan mantereiden magmakivissä."
Ranskalais-amerikkalainen tutkijaryhmä selvitti kaikkiaan 22 kiven koostumuksen ChemCamin avulla. Tulosten mukaan vaaleissa kivissä on runsaasti maasälpää ja mahdollisesti myös kvartsia. Siten ne muistuttavat omalla planeetallamme esiintyvää graniittia, jota on maankuoressa mannerten alueella.
Koostumukseltaan tutkitut marsilaiset magmakivet ovat lähimpänä meikäläistä tonaliitti-trondhjemiitti-granodioriittia, joka hallitsi mantereista maankuorta arkeeisella aionilla yli 2,5 miljardia vuotta sitten.
Gale-kraatteri syntyi noin 3,6 miljardia vuotta sitten. Sen reunavallit muodostavat 2–3 kilometrin paksuisen läpileikkauksen punaisen planeetan vieläkin varhaisempaan menneisyyteen. Kraatteriin sirottuneita pieniä irtokiviä on mahdoton tutkia planeettaa kiertävillä luotaimilla, joten Curiosity on jälleen kerran osoittanut olevansa kaiken siihen käytetyn ajan, vaivan ja rahan arvoinen.
Muita tähtiä kiertäviä eksoplaneettoja tunnetaan varmuudella jo melkein 2 000 ja varmistamattomia havaintoja on yli 3 500. Suurin osa planeetoista on löytynyt niiden kulkiessa tähtensä editse ja himmentäessä aavistuksen verran tähden valoa. Tähän perustuu esimerkiksi Kepler-avaruusteleskoopin toiminta.
Eksoplaneettojen ominaisuuksien selvittäminen onkin paljon hankalampaa. Nyt on kuitenkin onnistuttu ensimmäisen kerran määrittämään Maata pienemmälle eksolle sekä koko että massa. Kepler-138b-planeetan läpimitta on uusien tulosten mukaan jokseenkin sama kuin Marsin ja massa hieman sitä pienempi.
Kepler-138 on punainen kääpiötähti, jonka etäisyys Aurinkokunnasta on noin 200 valovuotta. Siltä on löydetty kolme planeettaa, jotka kaikki näyttävät Maasta katsottuna kulkevan aika ajoin tähden editse. Mittaamalla tähden valon himmeneminen tällaisen ylikulun aikana saadaan selville planeettojen koot.
Niiden punnitseminen onnistuu niin ikään ylikulkuja tarkkailemalla. Planeetat vaikuttavat vetovoimillaan toistensa liikkeisiin, joten ylikulkujen säännönmukaisuudessa on pieniä heittoja. Kepler-avaruusteleskoopin havainnoista saatiin ajoitettua ylikulut niin tarkasti, että niiden perusteella pystyttiin laskemaan myös kolmannen planeetan massa.
Kolmesta planeetasta pienin eli Kepler-138b on selvästi Maata kevyempi ja pienempi. Sen massa on alle kymmenesosa Maan massasta ja läpimitta noin 6 600 kilometriä, kun Marsin läpimitta on hieman alle 6 800 kilometriä.
Kaksi muuta planeettaa ovat läpimitaltaan noin puolitoista kertaisia Maahan verrattuna. Kepler-138d on massaltaan Maan luokkaa, Kepler-138c noin neljä kertaa massiivisempi.
Kahden isomman planeetan läpimitat ja massat on määritetty jo aiemmin, mutta niitäkin saatiin nyt tarkennettua. Kaikki kolme planeettaa kiertävät tähteään lähempänä kuin Merkurius Aurinkoa. Ne ovat siten kuumia maailmoja, joiden pinnalla olosuhteet ovat liian ankarat elämälle.
Naapuriplaneetallamme ei ehkä sittenkään ole koskaan lainehtinut vettä. Vastikään julkaistun tutkimuksen mukaan kahdesta vaihtoehtoisesta ilmastomallista – lauhkea ja kostea (kuvan vasen maailma) tai kylmä ja kuiva – ankeampi vaikuttaa todennäköisemmältä.
Mars on ollut mahdollisesti jo vuosimiljardeja sitten hyvin kolea maailma. Lämmintä ajanjaksoa ei ollutkaan, pohjoista pallonpuoliskoa ei peittänyt laaja meri eivätkä jokilaaksot syntyneet sateiden seurauksena vaikka moinen ajatus on viime aikoina tullut yhä suositummaksi.
Robin Wordsworthin johtama ryhmä tutki Marsin kaasukehän virtausmallin avulla erilaisia vaihtoehtoja veden kiertoliikkeelle 3–4 miljardia vuotta sitten.
Yhdessä versiossa Marsin oletettiin olleen lämmin ja vetinen maailma, missä keskilämpötila olisi ollut noin 10 celsiusastetta, ja toisessa jäätävän kylmä keskimääräisen lämpötilan laskiessa 48 pakkasasteeseen.
Tutkijaryhmän mukaan kylmä malli sopii paremmin yhteen Auringon kehityshistorian ja Marsin akselin kaltevuuden menneiden vaihteluiden kanssa. Koska Mars on kauempana Auringosta kuin Maa, se saa tällä hetkellä noin 43 prosenttia Maahan lankeavasta Auringon säteilyenergiasta.
Nuoren Auringon arvellaan olleen 25 prosenttia nykyistä himmeämpi, joten lämpöä oli tarjolla varsin niukalti. Lisäksi se kohdistui suurelta osin Marsin napaseuduille, sillä planeetan pyörimisakseli oli ajoittain sen kiertoradan tasossa.
Silloin nykyisin navoilla olevat jäätiköt olivat päiväntasaajan seutuvilla, missä on suurin osa veden uurtamista pinnanmuodoista. Kylmä malli näyttäisi siis selittävän – hieman yllättäen – paremmin myös veden jättämät jäljet.
Lämmin malli vaatii paljon enemmän epätodennäköisiä olettamuksia. Vaikka otettaisiin huomioon muinaisen Marsin tiheämpi kaasukehä sekä pilvien, pölyn ja kasvihuoneilmiön lämmittävä vaikutus, on kosteaa ja lämmintä ajanjaksoa hyvin vaikea selittää.
Vaikka lämmintä mallia muokattiin siten, että Marsista kehittyi "väkisin" lauha maailma, sillä ei pystytty saamaan aikaan jokiuomien muodostamia verkostoja eikä myöskään niiden keskittymistä päiväntasaajan seuduille.
Mikäli Mars todella olisi ollut lämmin paikka, ilmastomallin mukaan sateita olisi ollut eniten Arabian ja Hellaksen alueilla, missä veden kovertamia laaksoja ei juuri näy. Sen sijaan seuduilla, joilla niitä on runsaasti, sademäärät olisivat jääneet alle kymmenesosaan Arabian ja Hellaksen vastaavista.
Kylmä mallikaan ei silti ole täydellinen. Vaikka sen mukaan jäätä on aikoinaan kertynyt alueille, joille vesi on jättänyt kiistattomat jälkensä, jonkin tekijän on täytynyt aiheuttaa jään sulamista. Hyvinä kandidaatteina pidetään asteroidien törmäyksiä ja vulkaanista toimintaa, jotka olisivat saaneet aikaan lämpötilan nousun lyhytaikaisesti ja paikallisesti.
Kulkijoiden ja kiertolaisten välittämien tietojen perusteella tiedetään, että muinaisessa Marsissa oli järviä. Mutta kuinka pitkäikäisiä ne olivat? Esiintyikö niitä ajoittain vai pidempään? Ja edellyttikö jokilaaksojen synty sateita vai muodostuivatko ne tosiaan pelkästään lumen ja jään sulaessa?
Mars Reconnaissance Orbiter eli MRO-luotain on tehnyt punaisesta planeetasta havaintoja, jotka kertovat sen pinnalla olevan lasia.
Parikymmenkilometrisen Alga-kraatterin keskusvuoren rinteillä lasi erottuu värikoodatussa kuvassa vihreänä. Lasin lisäksi siinä näkyy pyrokseenia (sininen) ja oliviinia (punainen).
Lasi on syntynyt, kun planeetan pintaan on iskeytynyt suurella nopeudella avaruudesta tullut kappale. Törmäyksessä on vapautunut niin paljon energiaa, että iskukohdan kallioperä on osittain höyrystynyt ja osittain sulanut. Kun sula kivi on jähmettynyt uudelleen, se on muuttunut lasiksi.
Lasiesiintymät saattavat kertoa Marsin muinaisesta elämästä – jos sellaista on ollut. Vaikka lasin syntyessä olosuhteet ovat olleet elämän kannalta vähintäänkin vihamieliset, maapallolta tunnetaan esimerkkejä tapauksista, joissa kosmisen iskun seurauksena syntyneessä lasissa on säilynyt orgaanisia molekyylejä ja jopa kasvisolukkoa.
Elämän merkkejä on siten voinut säilyä myös marsilaisessa lasissa.
Alga ei ole ainoa kraatteri, josta on löytynyt lasia. Helppoa lasiesiintymien jäljittäminen ei kuitenkaan ole ollut. Lasin spektrijäljet siitä heijastuneessa valossa ovat hyvin heikkoja ja hankalia tunnistaa.
Ratkaisu löytyi laboratoriosta. Kun Marsin kiviä muistuttavia mineraaleja jauhettiin hienoksi ja sulatettiin korkeassa lämpötilassa, saatiin aikaan lasia, jonka spektriä voitiin verrata punaisen planeetan pinnalta heijastuneen valon spektriin. Tällä tavoin tiedettiin, millaista signaalia piti etsiä muiden mineraalien muodostaman kohinan joukosta.
Algan ohella yksi "lasikraattereista" on Hargraves, joka sijaitsee lähellä Nili Fossaen vajoamalaaksoa. Aluetta harkittiin vajaa kymmenen vuotta sitten Curiosity-kulkijan laskeutumispaikaksi ja se on ehdolla vuonna 2020 laukaistavan Mars-kulkijan tutkimuskohteeksi.
Nili Fossaessa on havaittu merkkejä muinaisesta hydrotermisestä toiminnasta, mikä on saattanut tehdä siitä aikoinaan elämän kannalta otollisen paikan.
