Penelitian menunjukkan bahwa itu kuno Mars Ia memiliki pengisian ulang air tanah yang minimal, dan sangat berbeda dengan dinamika air di Bumi, sehingga memengaruhi pemahaman kita tentang iklimnya dan membantu misi Mars di masa depan.

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 besar.

Namun sebuah studi baru menunjukkan bahwa tidak peduli berapa banyak hujan yang turun di Mars kuno, hanya 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 pada akuifer menggunakan berbagai metode – mulai dari model komputer hingga perhitungan sederhana.

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

Pengisian ulang air tanah di Mars

Terlepas dari kompleksitasnya, hasil yang diperoleh memiliki jawaban yang sama – rata-rata pengisian ulang air tanah sebesar 0,03 mm per tahun. Artinya, di mana pun hujan turun dalam model tersebut, hanya rata-rata 0,03 milimeter per tahun yang masuk ke akuifer dan terus menghasilkan bentang alam yang tersisa di planet ini saat ini.

Sebagai perbandingan, laju pengisian ulang air tanah tahunan untuk akuifer Trinity dan Edwards Trinity yang memasok air ke San Antonio umumnya berkisar antara 2,5 hingga 50 milimeter per tahun, atau sekitar 80 hingga 1.600 kali lipat laju pengisian ulang akuifer Mars yang dihitung oleh para peneliti.

Ada berbagai kemungkinan alasan rendahnya laju aliran air tanah, kata penulis utama Eric Hiatt, seorang mahasiswa doktoral di Jackson School of Geosciences. Saat hujan, sebagian besar air mungkin mengalir ke seluruh lanskap Mars sebagai limpasan. Atau mungkin tidak turun hujan sama sekali.

Implikasinya terhadap iklim dan eksplorasi Mars

Hasil ini dapat membantu para ilmuwan membatasi kondisi iklim yang mampu menghasilkan hujan di awal Mars. Mereka juga menunjukkan sistem perairan yang sangat berbeda di Planet Merah dibandingkan yang ada di Bumi saat ini.

“Fakta bahwa air tanah bukanlah masalah besar mungkin berarti hal-hal lain juga menjadi masalah,” kata Hiatt. “Hal ini mungkin membesar-besarkan pentingnya limpasan air, atau mungkin berarti hujan di Mars tidak terlalu banyak. Namun hal ini secara fundamental berbeda dari cara kita berpikir mengenai hal ini.” [water] Di tanah.”

Hasilnya dipublikasikan di jurnal Ikarus. Rekan penulis makalah ini adalah Muhammad Afzal Shadab, seorang mahasiswa doktoral di Jackson School, dan anggota fakultas Sean Gulick, Timothy Goode, dan Mark Hess.

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 studi ini bekerja dengan mensimulasikan aliran air tanah dalam lingkungan “steady-state” di mana aliran air masuk ke akuifer dan aliran keluar seimbang. Para ilmuwan kemudian memvariasikan faktor-faktor yang mempengaruhi aliran – misalnya, lokasi 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 peneliti lain telah mensimulasikan aliran air tanah di Mars menggunakan teknik serupa, model ini adalah model pertama yang menggabungkan pengaruh lautan yang ada di Mars lebih dari tiga miliar tahun lalu di cekungan Hellas, Argyri, dan Borealis.

Studi ini juga mencakup data topografi terkini yang dikumpulkan oleh satelit. Hiatt mengatakan lanskap modern masih mempertahankan salah satu fitur topografi tertua dan paling berpengaruh di planet ini – perbedaan ketinggian ekstrem antara belahan bumi utara – dataran rendah – dan belahan bumi selatan – dataran tinggi – yang dikenal sebagai Kesenjangan Besar. Pembagian ini mempertahankan tanda-tanda naiknya air dasar ke permukaan di masa lalu, seiring dengan naiknya air tanah dari akuifer ke permukaan. Para peneliti telah menggunakan penanda geologi peristiwa upwelling di masa lalu untuk mengevaluasi keluaran berbagai model.

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

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

Referensi: “Isi ulang terbatas pada Akuifer Dataran Tinggi Selatan di Mars Awal” oleh Eric Hiatt, Muhammad Afzal Shadab, Sean P. S. Gulick, Timothy A. Yudas dan Mark A. Hesse, 9 September 2023, Ikarus.
doi: 10.1016/j.icarus.2023.115774

Penelitian ini didanai oleh NASAdan Institut Geofisika Universitas Texas dan Pusat Habitasi Planet UT.