เมื่อไม่นานมานี้ ยานสำรวจเพอร์เซอเวียแรนซ์ของนาซ่าและยานจู้หรงของจีนได้พบร่องรอยว่าน้ำบนดาวอังคาร มากกว่าที่คาดการณ์ไว้
น้ำบนดาวอังคาร – ข้อมูลจากยานสำรวจดาวอังคารทั้งสองสัญชาติชี้ว่าครั้งหนึ่งดาวอังคารเคยมีเนินทรายที่เปียกชื้นและแม่น้ำที่ไหลเชี่ยวกราก
ยานสำรวจจู้หรง (Zhurong) ของจีนพบหลักฐานว่าน้ำค้างแข็งอาจเป็นสิ่งที่ยึดเนินทรายเข้าด้วยกันเมื่อประมาณ 400,000 ปีแล้ว ด้านยานสำรวจดาวอังคารจากประเทศฝั่งตะวันตกอย่างเพอร์เซอเวียแรนซ์ (Perseverance) ของนาซ่าพบร่องรอยของทาง น้ำบนดาวอังคาร ที่มีลักษณะการไหลรวดเร็วและรุนแรงซึ่งครั้งหนึ่งเคยพัดพาน้ำปริมาณมหาศาลเข้าสู่บริเวณแอ่งหลุมอุกกาบาตเจเซโร (Jezero crater)
ในปี ค.ศ. 2021 งานวิจัยซึ่งเผยแพร่ในวารวารสาร Science Advances ได้อธิบายไว้ว่าพื้นผิวเนินทราย ณ บริเวณทางใต้ของที่ราบยูโทเปียพลานิเทีย (Utopia Planitia) ที่ยานจู้หรงลงจอดนั้นมีองค์ประกอบของน้ำเกลือซึ่งอาจเกิดจากการละลายของน้ำค้างแข็งหรือหิมะ ทว่าทุกวันนี้ยานจู้หรงที่ลงจอดบนดาวอังคารในเดือนพฤษภาคมของปี 2021 กลับจอดนิ่งสนิทเพราะไม่สามารถตื่นจากโหมดจำศีลเพื่อประหยัดพลังงานได้ คาดว่าสาเหตุเกิดจากความสามารถในการรับแสงของแผงโซลาร์เซลล์ที่ลดลงเนื่องจากปริมาณฝุ่นที่เกาะสะสมตามยาน
ในขณะที่ยานเพอร์เซอเวียแรนซ์ซึ่งลงจอดในบริเวณแอ่งหลุมอุกกาบาตเจเซโรพบร่องรอยของแม่น้ำสายที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยสำรวจพบบนดาวอังคาร และเมื่อพิจารณาจากความสูงของหินที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเกิดจากสันดอนทรายที่แข็งตัวแล้ว คาดว่าบางจุดของแม่น้ำสายนี้มีความลึกมากกว่า 20 เมตร
อย่างไรก็ดี จานี แรเดอบัว นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบริกแฮมยังซึ่งไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับภารกิจการสำรวจทั้งสองได้ให้ความเห็นว่า “สองการค้นพบนี้เน้นย้ำว่าการส่งยานขึ้นไปสำรวจพื้นผิวดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ นั้นเป็นสิ่งที่มีประโยชน์มาก เพราะเราได้เรียนรู้อะไรใหม่ ๆ จากมันทุกครั้ง”
น้ำค้างแข็งบนยอดเนินทราย
เมื่อยานจู้หรงลงจอดบนที่ราบยูโทเปียพลานิเทียแล้วกลับมีคำถามเรื่องการเลือกตำแหน่งลงจอดของยานขึ้นในหมู่นักวิจัยเกี่ยวกับดาวอังคาร แม้จะมีข้อสันนิษฐานว่าบริเวณนี้อาจเคยจมอยู่ใต้น้ำหรือเคยเป็นมหาสมุทรมาก่อนจากการสังเกตดาวอังคารผ่านดาวเทียม แต่การตรวจจับแร่ธาตุที่มีองค์ประกอบของน้ำนั้นทำได้ยาก
ยานจู้หรงใช้เวลาไม่นานในการพิสูจน์ความสามารถของมัน ยานสำรวจลำนี้แทบจะตรวจจับลักษณะที่บ่งบอกถึงการมีอยู่ของน้ำใกล้กับพื้นผิวของดาวได้ในทันที และนั่นทำให้นักวิจัยสามารถรายงานแร่ธาตุที่มีโมเลกุลของน้ำที่พบในพื้นที่ได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้หลักฐานจากการสำรวจด้วยเรดาร์หยั่งลึก (Ground Penetrating Radar: GPR) ของยานยังชี้ว่าเมื่อประมาณ 3,000 ล้านปีที่แล้วเคยเกิดน้ำท่วมฉับพลันขึ้นในบริเวณนี้
ยานจู้หรงได้ค้นพบร่อยรอยเพิ่มเติมของ น้ำบนดาวอังคาร และยังพบข้อมูลเพิ่มเติมจากการสำรวจครั้งล่าสุด ผลสำรวจพบว่าชั้นบนของพื้นผิวเนินทรายใกล้กับตัวยานมีลักษณะเป็นแผ่นคราบแข็งที่มีความเป็นไปได้ว่าเกิดจากปฏิกิริยาของน้ำกับแร่ธาตุชนิดต่าง ๆ ซึ่งน้ำนั้นอาจมาจากน้ำค้างแข็งที่ในอดีตปกคลุมทั่วเนินทรายเหล่านี้ หรือน้ำอาจตกลงมาในรูปแบบของหิมะที่เกิดในช่วงที่แกนของดาวอังคารเอียงจนทำให้เกิดฤดูหนาวในบริเวณนี้เมื่อหลายแสนปีก่อน อย่างไรก็ดี น้ำค้างแข็งหรือหิมะที่รวมเข้ากับผลึกเกลือเพื่อลดจุดหลอมเหลวลงนั้นสามารถละลายลงได้หากอุณหภูมิของดาวอังคารเกิดการเปลี่ยนแปลง
การที่แผ่นคราบแข็งบนเนินของทรายมีรอยแตกนั้นบ่งบอกว่าพื้นผิวในบริเวณนี้มีการหดและขยายตัวช้า ๆ อย่างต่อเนื่อง จานี แรเดอบัวที่ศึกษาเกี่ยวกับเนินทรายบนดาวอังคารได้เสริมว่า “มันเหมือนกับดินที่มีรอยแตกระแหง” เธอยังกล่าวเสริมอีกว่า “ลักษณะของการหดและขยายตัวของพื้นผิวดาวอังคารชี้ให้เห็นว่าบริเวณเนินทรายเกิดการเปียกและแห้งเมื่อไม่นานมานี้ ในระยะนี้ หรืออาจจะกำลังเกิดขึ้นในขณะนี้ก็เป็นได้” การสำรวจสภาพอากาศจากยานจู้หรงเองก็ชี้ว่าทุกวันนี้ไอน้ำในบริเวณใกล้กับจุดลงจอดของยานยังสามารถเปลี่ยนสถานะเป็นน้ำค้างแข็งได้อยู่
ถึงกระนั้น ข้อสงสัยว่าน้ำที่พบบนดาวอังคารสามารถแปรสภาพเป็นของเหลวได้หรือไม่นั้นยังคงไม่มีคำตอบตายตัว ราล์ฟ มิลลิเกน นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์ประจำมหาวิทยาลัยบราวน์และหนึ่งในทีมงานของภารกิจการส่งยานสำรวจคิวริออซิตี (Curiosity) ของนาซ่าไปสู่ดาวอังคารได้กล่าวไว้ว่า ฝุ่นของดาวอังคารอุดมไปด้วยแร่ธาตุที่มีคุณสมบัติในการดูดซับไอน้ำจากบรรยากาศ ถ้าหากฝุ่นเหล่านี้ปกคลุมทั่วเนินทรายความชื้นที่เปลี่ยนไปตามฤดูกาลอาจทำให้ฝุ่นดูดซับไอน้ำและปล่อยออกมาอีกครั้งในรูปแบบที่ไม่ใช่ของเหลว
ทว่า แรเดอบัวกลับคาดว่าการที่พื้นผิวของเนินทรายจะหดและขยายตัวได้นั้นจำเป็นต้องมีน้ำซึ่งเป็นของเหลวในกระบวนการ เธอกล่าวว่า “น้ำในรูปแบบเหลวอาจจะไม่ได้มีอยู่มาก แต่ก็มีพอที่จะทำให้เกิดกระบวนการนี้ขึ้นบนพื้นผิวซ้ำ ๆ” นอกจากนี้ แรเดอบัวยังเสริมว่าลักษณะของแผ่นคราบแข็งและรอยแตกตามพื้นผิวนั้นพบได้ตามพื้นที่อื่น ๆ ในดาวอังคารแต่ไม่เคยเกิดบนเนินทรายมาก่อน
“กระบวนการเหล่านี้คือสิ่งที่อาจจะเกิดขึ้นในพื้นที่อื่น ๆ ของดาวอังคาร” นอกจากนี้มิลลิเกนยังกล่าวเสริมอีกว่า “ผมคิดว่ากระบวนการนี้คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับพื้นขนาดใหญ่ที่เคยอยู่ใต้น้ำในอดีตที่ผ่านมา”
ทีมควบคุมยานจู้หรงใช้หลุมอุกกาบาตที่อยู่บริเวณรอบ ๆ ในการประเมินว่าเนินทรายที่ถูกปกคลุมไปด้วยน้ำค้างแข็งมีอายุราว 400,000 – 1,500,000 ปี แต่ไม่ใช่ทุกคนที่พร้อมจะยอมรับผลที่คำนวณออกมาได้ แจ็ก มัสตาร์ด นักธรณีวิทยาประจำมหาวิทยาลัยบราวน์กล่าวว่า “ผมมีข้อสงสัยอีกมากเกี่ยวกับผลประเมินอายุนี้” เขาชี้ว่าการการประเมินอายุของเนินทรายโดยการใช้หลุมอุกกาบาตนั้นทำให้เกิดอัตราความผิดพลาดสูง
สายน้ำที่เคยไหลเชี่ยว
ขณะที่ยานจู้หรงสำรวจตามเนินทรายเพื่อตามหาร่องรอยของน้ำ ยานเพอร์เซอเวียแรนซ์ก็ได้ออกสำรวจสิ่งหลงเหลือจากบริเวณที่ครั้งหนึ่งเคยมีกระแสน้ำเชี่ยวกรากไหลผ่าน
บรรดานักวิทยาศาสตร์ต่างคาดการณ์ว่าเมื่อหลายพันล้านปีที่แล้ว ในช่วงที่ดาวอังคารยังมีน้ำบนพื้นผิวอยู่ น้ำจากหุบเขาต่าง ๆ ทั่วดาวเคราะห์ดวงนี้จะไหลรวมเข้าเป็นแม่น้ำสายเดียว และไหลเข้าสู่แอ่งหลุมเจเซโรซึ่งเกิดจากการพุ่งชนของอุกกาบาตจนบริเวณนี้กลายเป็นทะเลสาบลึก เพื่อพิสูจน์ทฤษฎีนี้เพอร์ซี หรือยานเพอร์เซอเวียแรนซ์ได้เข้าไปสำรวจบริเวณที่น้ำไหลเข้าสู่ทะเลสาบ และตามหาเบาะแสเกี่ยวกับการมีอยู่ของน้ำที่ครั้งหนึ่งเคยขังอยู่ตามพื้นผิวอันแห้งผากของดาวเคราะห์ดวงนี้ แท้จริงแล้วน้ำค่อย ๆ ไหลเข้ามาตลอดช่วงหลายล้านปีหรือทะเลสาบแห่งนี้เกิดขึ้นจากน้ำที่ไหลทะลักเข้ามาในครั้งเดียว
ภาพถ่ายที่ยานเพอร์เซอเวียแรนซ์ส่งกลับสู่โลกในเดือนกุมภาพันธ์และมีนาคมเป็นหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่ามีแม่น้ำอย่างน้อยหนึ่งสายบนดาวอังคารที่กระแสน้ำเคลื่อนที่อย่างรุนแรงและรวดเร็ว ซึ่งข้อสันนิษฐานนี้พิสูจน์ได้จากหินขนาดมหึมาจำนวนมากที่พัดมาตามกระแสน้ำและจมลงสู่ก้นแม่น้ำในลักษณะที่เรียงต่อกันเป็นแนวโค้ง ขนาดของหินใต้แม่น้ำนี้เองที่เป็นสิ่งบอกใบ้ถึงพลังมหาศาลที่ครั้งหนึ่งเคยปรากฎในรูปแบบของสายน้ำที่ไหลทะลักเข้าสู่ทะเลสาบโบราณแห่งนี้
“ถ้าคุณมีหินที่ขนาดใหญ่หลายเมตร คุณคงจะไม่สามารถเคลื่อนย้ายหินเหล่านั้นด้วยน้ำที่สูงเพียงหนึ่งนิ้วได้หรอก” มิลลิเกนได้กล่าว
แคทริน สแต็ก มอร์แกน นักวิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นรองหัวหน้าโครงการการสำรวจดาวอังคารโดยใช้ยานเพอร์เซเวียแรนส์ได้กล่าวว่ากระแสน้ำมีแนวโน้มไหลแรงที่สุดในบริเวณที่แม่น้ำไหลมาบรรจบกับทะเลสาบ ดังนั้นการที่หินขนาดยักษ์จมลงบริเวณนั้นจึงเป็นเรื่องที่สมเหตุสมผล นั่นเป็นเพราะความเร็วของกระแสน้ำจะลดลงหลังสายน้ำจากแม่น้ำไหลมารวมกับน้ำในแอ่ง เมื่อความเร็วและแรงของกระแสน้ำลดลงอนุภาคที่เล็กและละเอียดกว่าก้อนหินที่จึงถูกพัดพาเข้าไปได้ไกลกว่า
บริเวณนี้ถูกตั้งชื่อขึ้นใหม่ว่าสครินเคิล แฮเวน (Skrinkle Haven) ตามชื่อชายหาดในอุทยานแห่งชาติของประเทศอังกฤษ บรรดานักธรณีวิทยาให้ความสนใจกับบริเวณนี้มามากกว่า 15 ปีแล้วเนื่องจากมีการสันนิษฐานว่าแถบหินในบริเวณนี้อาจเป็นเศษซากของสันดอนทรายที่มักจะเกิดใต้แม่น้ำ ซึ่งสันทรายเหล่านี้จะก่อตัวขึ้นเมื่อมีสิ่งต่าง ๆ มาทับถมกันตามช่วงริมหรือช่วงกลางของแม่น้ำ
สันดอนทรายที่ยังอยู่ในสภาพดีสามารถใช้บ่งบอกถึงวิวัฒนาการของแม่น้ำในช่วงเวลาที่ผ่านมาได้ หากทางที่น้ำไหลมีลักษณะคดเคี้ยวสันทรายเหล่านี้จะค่อย ๆ เคลื่อนตัวไปตามแนวของตลิ่งที่โค้งตามกระแสน้ำ หากกระแสน้ำไหลเชี่ยวมาก สันทรายจะถูกดันไปตามทิศทางของกระแสน้ำช้า ๆ จนเหลือเพียงร่อยรอยของแนวสันต่าง ๆ ที่ถูกน้ำกัดเซาะ
หนึ่งในตัวอย่างอันน่าตื่นตาของสันทรายบนดาวอังคารที่ถ่ายไว้โดยยานเพอร์เซอเวียแรนซ์คือ ไพน์สแตนด์ (Pinestand) แนวสันทรายขนาดยักษ์สูงกว่า 20 เมตรที่ตั้งอยู่ลึกกว่าสครินเคิล แฮเวนเข้าไปทางทะเลสาบเจเซโรประมาณ 400 เมตร สันทรายที่สูงเท่าตึกหกชั้นแห่งนี้อาจเป็นแหล่งรวบรวมทรายและหินที่กระแสน้ำพัดพามาเนื่องจากมีการสันนิษฐานว่าในอดีตมันอาจจะจมอยู่ใต้น้ำโดยสมบูรณ์
อีกหนึ่งภารกิจของยานเพอร์เซอเวียแรนซ์คือการเก็บรวบรวมตัวอย่างหินจากสครินเคิล แฮเวนเพื่อรอวันที่จะส่งกลับไปยังโลกเพื่อทำการศึกษาต่อ
อย่างไรก็ตาม หลักฐานเกี่ยวกับกระแสน้ำอันทรงพลังนี้อาจจะไม่ใช่สัญญาณที่ดีสำหรับผู้ที่หวังว่าบนดาวอังคารจะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ มัสตาร์ด นักธรณีวิทยาประจำมหาวิทยาลัยบราวน์ได้กล่าวว่า “ระบบต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นบนดาวอังคารไม่ดีพอที่จะรักษาหลักฐานเกี่ยวกับอินทรียวัตถุไว้ได้”
ถึงกระนั้นบริเวณนี้ก็ทำให้เราได้ทราบข้อมูลใหม่ ๆ เกี่ยวกับขนาดและพลศาสตร์แม่น้ำในสมัยโบราณของดาวอังคาร สแต็ก มอร์แกนได้ให้ความเห็นว่า “แอ่งหลุมอุกกาบาตเจเซโรนั้นมีลักษณะพิเศษในแง่ของสถานที่ เพราะบริเวณนี้ถือเป็นหลักฐานสภาพดีของการสะสมตัวของตะกอนในระหว่างที่ทิศทางการไหลของแม่น้ำค่อย ๆ เปลี่ยนแปลงไป ถึงจะมีสถานที่อื่น ๆ ที่มีรูปแบบคล้ายกับที่นี่ฉันก็นึกตัวอย่างที่น่าประทับใจเท่าแอ่งเจเซโรไม่ออก”
เรื่อง โนลา เทย์เลอร์ ทิลล์แมน (Nola Taylor Tillman)
แปล พรรณทิพา พรหมเกตุ
อ่านเพิ่มเติม ทำไมเราจึงหลงใหลดาวอังคารได้ถึงเพียงนี้
