火星の表面と大気の研究により、いくつかの古代の秘密が明らかになりました。の努力のおかげで 好奇心 探査機やその他のミッションでは、科学者は水がかつて火星に流れていたこと、および惑星がより高密度の大気を持っていたという事実に気づいています。彼らはまた、この大気が枯渇する原因となった力学を推測し、それが今日私たちが目にする寒くて乾燥した環境に変えました。
しかし同時に、それはかなり興味深いパラドックスをもたらしました。本質的に、火星は、太陽が現在の3分の1ほど暖かかったときに、その表面に温かく流れる水があったと考えられています。これには、火星の大気を十分に温めるために、その表面に十分な二酸化炭素が必要でした。しかし、好奇心探査機の最新の調査結果によると、これは事実ではないようです。
これらの発見は、好奇心の化学および鉱物学X線回折（CheMin）装置によって取得されたデータの分析の一部であり、ゲイルクレーターのドリルサンプルのミネラル含有量を研究するために使用されました。この分析の結果は最近発表されました 全米科学アカデミーの議事録研究チームは、古代の湖床から採取したサンプルから炭酸塩の痕跡は検出されなかったことを示しました。
それを分解するために、によって収集された証拠 好奇心 （そして他の多数の探査機、着陸機、軌道装置）が科学者たちを導いて、およそ35億年前、火星表面には湖と流れる川があったと結論づけました。によって採取された多くのサンプルのおかげで、彼らも決定しました 好奇心 2011年にゲイルクレーターに上陸して以来、この地質学的特徴はかつては堆積堆積物で次第に満たされた湖底でした。
ただし、火星が液体の水が存在するのに十分なほど暖かかった場合、その火星の大気には一定量の二酸化炭素が含まれている必要があり、太陽の暖かさの減少を補うのに十分な温室効果をもたらします。ゲイルクレーターの岩石サンプルは、何十億年も前の状態の地質学的記録として機能するので、これが事実であれば、炭酸塩鉱物は確実に多く含まれます。
炭酸塩は、二酸化炭素が水中で正に帯電したイオン（マグネシウムや鉄など）と結合して生じるミネラルです。これらのイオンは火星の岩石のサンプルで十分に供給されていることが判明しており、その後の分析により、炭酸塩が溶解するほどには条件が酸性にならないことが示されているため、それらが表示されない明確な理由はありません。
彼のチームと一緒に、好奇心に関するCheMin装置の主任研究者であるThomas Bristowは、大気中の二酸化炭素の最小量はどれくらいである必要があるか、そして今日の火星の岩石で見つかった炭酸塩のレベルによってどのように示されるかを計算しました。次に、これらのミネラルの兆候があったかどうかを確認するために、Chemin機器のデータの何年にもわたるデータを並べ替えました。
しかし、彼が最近のNASAのプレスリリースで説明したように、調査結果は単純に測定されませんでした。
「私たちは、ローバーが調査した堆積岩に炭酸塩鉱物が含まれていないことに特に驚いています。大気中の二酸化炭素が岩の鉱物の証拠から何百倍も多いとしても、液体の水を得るのは本当に難しいでしょう。」
結局、ブリストウと彼のチームは、彼らが分析した岩石サンプルから微量の炭酸塩さえも見つけることができませんでした。ゲイルクレーターに湖が存在するとき、大気中に数十ミリバールの二酸化炭素しか存在していなかったとしても、キュリオシティのCheMinが検出するのに十分な炭酸塩が生成されたでしょう。この最新の発見は、長年にわたって火星の研究者を悩ませてきたパラドックスに追加されます。
基本的に、研究者は火星の過去について表面の特徴が何を示しているかと、化学的および地質学的証拠が何を言わなければならないかの間には深刻な不一致があることを指摘しています。過去に惑星がより高密度の大気を有していたという多くの証拠があるだけでなく、40年以上の軌道画像（および数年分の地表データ）は、火星がかつて地表水と活発な水循環を有していたことの十分な地形学的証拠をもたらしました。
しかし、科学者たちは、火星の気候がこれに当てはまるために必要な条件のタイプをどのように維持できたかを示すモデルを作成するのに依然として苦労しています。これまでに成功した唯一のモデルは、大気にかなりの量のCO2と水素が含まれているモデルです。残念ながら、この雰囲気をどのように作成し、維持できるかについての説明は、とらえどころのないままです。
さらに、数十億年前に存在したそのような大気の地質学的および化学的証拠も不足しています。過去には、オービターによる調査では、火星の表面に炭酸塩鉱物の証拠を見つけることができませんでした。好奇心のような地表の任務が、水が存在することがわかっていた土壌を採取してサンプルを掘削することにより、これを解決できることが期待されました。
しかし、ブリストウが説明したように、彼のチームの研究はこれについて事実上の扉を閉じました：
「軌道から炭酸塩があまり見られないのはなぜか謎です。炭酸塩がまだ残っている可能性があると言って、難解から抜け出すことはできますが、それらは塵で覆われているか、埋もれているか、または適切な場所を探していないため、軌道からは見えません。好奇心の結果は、パラドックスに焦点を当てます。水中に堆積した堆積物から形成されたことがわかっている岩石の地面にある炭酸塩を確認したのは、これが初めてです。」
このパラドックスにはいくつかの説明が考えられます。一方では、一部の科学者は、ゲイルクレーターレイクは開いた水域ではなかった可能性があり、おそらく堆積物が入るのに十分なほど薄い氷で覆われていたと主張しました。この説明の問題は、これが真実である場合、目に見える兆候が残されることになります。これには、柔らかな堆積湖底岩の深い亀裂が含まれます。
しかし、これらの兆候は見つかっていないため、科学者は一致しない2行の証拠を残しています。好奇心のプロジェクトサイエンティスト、アシュウィンヴァサバダは次のように述べています。
「古代の湖に堆積した河床、三角州、何百もの垂直な泥を通る好奇心のトラバースは、水と堆積物を供給して私たちが見つけている岩石を作り出す活発な水文システムを必要としています。二酸化炭素は、水素のような他のガスと混合され、そのようなシステムに必要な温暖化の影響の主要な候補です。この驚くべき結果は、それを実行から外すように思われるでしょう。」
幸いなことに、科学の不一致は、新しいより良い理論の開発を可能にするものです。そして、火星表面の探査が続くにつれて、それは ExoMars そしてその 火星2020 今後数年間の使命–追加の証拠が明らかになることが期待できます。うまくいけば、それがこのパラドックスの解決への道を示すのに役立ち、私たちの理論をさらに複雑にすることはありません！
