สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พบแหล่งน้ำใต้ดินของดาวอังคารเพิ่ม

พบแหล่งน้ำใต้ดินของดาวอังคารเพิ่ม

8 ก.ค. 2564
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
เมื่อปี 2561 ยานมารส์เอกซ์เพรสออร์บิเตอร์ขององค์การอีซาได้สำรวจดาวอังคารด้วยเรดาร์ นำมาสู่การค้นพบที่สำคัญมาก สัญญาณเรดาร์แสดงว่า ลึกลงไปใต้ผืนดินบริเวณขั้วใต้ของดาวอังคารอาจมีแหล่งน้ำบาดาลขนาดใหญ่ ที่สำคัญเป็นน้ำที่อยู่ในสถานะของเหลว ไม่ใช่น้ำแข็ง

พื้นที่สีขาวโพลนบริเวณขั้วใต้ของดาวอังคาร ประกอบด้วยน้ำแข็งและน้ำแข็งแห้ง ถ่ายโดยยานมาร์สเอกซ์เพรสขององค์การอีซาเมื่อปี 2555  (จาก ESA/DLR/FU Berlin/Bill Dunford)


ล่าสุด รายงานการวิจัยฉบับหนึ่งที่ตีพิมพ์ในจีโอฟิสิคัลรีเสิร์ชเลตเตอรส์ โดยนักวิทยาศาสตร์จากเจพีแอลของนาซา ได้รายงานว่าข้อมูลจากยานมารส์เอกซ์เพรสแสดงว่ายังมีพื้นที่อีกหลายสิบแห่งที่มีการสะท้อนเรดาร์คล้ายกับที่สำรวจได้บริเวณขั้วใต้ 

การค้นพบนี้อาจหมายความได้ว่า ใต้พื้นดินของดาวอังคารมีแหล่งน้ำมากกว่าที่เคยคิดไว้ แต่ในอีกทางหนึ่ง ข้อมูลชุดใหม่นี้ชวนให้สงสัยว่า สัญญาณที่พบเป็นผลจากการกระทำของน้ำจริงหรือไม่

งานวิจัยนี้เป็นของ เจฟฟรีย์ เพลาต์ จากเจพีแอล ผู้ช่วยหัวหน้าผู้สอบสวนอุปกรณ์มาร์ซิส (MARSIS--Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding) ของยานมาร์สเอกซ์เพรส และ อาทิตยา คูลเลอร์ นักศึกษาระดับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแอริโซนาสเตตที่กำลังฝึกงานกับเจพีแอล

"เราไม่แน่ใจว่าสัญญาณนี้เกิดจากน้ำที่เป็นของเหลวใต้ดินจริงหรือไม่ แต่ที่แน่ ๆ คือเราพบสัญญาณแบบนี้เป็นพื้นที่กว้างกว่าที่งานวิจัยก่อนหน้านี้พบมาก มันอาจเกิดจากน้ำจริง หรืออาจเกิดจากสิ่งอื่นก็ได้" เพลาต์กล่าว

ภาพเรดาร์บริเวณขั้วใต้ของดาวอังคาร จุดสีแสดงตำแหน่งที่ยานมาร์สเอกซ์เพรสพบการสะท้อนเรดาร์รุนแรง  (จาก ESA/NASA/JPL-Caltech)


การค้นพบก่อนหน้านี้ ซึ่งตีความได้ว่าเกิดจากการสะท้อนกับแหล่งน้ำที่อยู่ในสภาพของเหลวใต้ดิน เกิดขึ้นบริเวณที่มีน้ำแข็ง น้ำแข็งแห้ง และฝุ่น ทับถมกันเป็นชั้นสลับกันอย่างต่อเนื่องมาเป็นเวลาหลายล้านปี ตะกอนน้ำแข็งที่ทับถมกันนี้เป็นเสมือนบันทึกกาลเวลาที่บอกเล่าประวัติศาสตร์ของดาวอังคารได้ เช่นความเอียงของแกนหมุนดาวอังคารมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร 

นักวิทยาศาสตร์มองเห็นสภาพของชั้นต่าง ๆ ใต้แผ่นน้ำแข็งได้ โดยการยิงคลื่นวิทยุลงไปยังพื้นผิว คลื่นวิทยุเมื่อผ่านชั้นวัสดุต่าง ๆ ใต้พื้นผิวจะเสียพลังงานไป เมื่อสะท้อนกลับมายังยาน จึงมักจะอ่อนกำลังลงไปจากเดิม แต่ในบางกรณี สัญญาณที่สะท้อนจากใต้พื้นผิวกลับมีความเข้มกว่าที่สะท้อนจากพื้นผิว ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ตีความว่าสัญญาณนี้เกิดจากมีน้ำใต้ดินที่อยู่ในสถานะของเหลว เพราะน้ำในสถานะของเหลวสะท้อนคลื่นวิทยุดีมาก

พื้นที่ที่พบการสะท้อนเรดาร์ที่คาดกันว่าเกิดจากน้ำใต้ดินนั้นกินพื้นที่ราว 10-20 ตารางกิโลเมตรอยู่ที่บริเวณขั้วใต้ของดาวอังคาร คูลเลอร์และเพลาต์ได้วิเคราะห์สัญญาณจากอุปกรณ์มาร์ซิสเพิ่มเติมโดยขยายพื้นที่สำรวจเพิ่มขึ้นอีกจนครอบคลุมเขตขั้วดาวอังคารทั้งหมด และครอบคลุมช่วงเวลาสำรวจนานถึง 15 ปี จากข้อมูลการวัดจากการวัดการสะท้อนคลื่นเรดาร์ 44,000 ครั้งที่นำมาศึกษา พบการสะท้อนในลักษณะเดียวกันเพิ่มขึ้นอีกหลายสิบจุด และพบในพื้นที่ใหม่ที่กินอาณาบริเวณกว้างและมีช่วงความลึกมากกว่าเดิม ในบางจุดอาจอยู่ลึกลงไปเพียงกิโลเมตรเศษเท่านั้น ความลึกระดับนั้นมีอุณหภูมิราว -63 องศาเซลเซียส ซึ่งหนาวเย็นเกินกว่าที่น้ำจะอยู่ในสถานะของเหลวได้ แม้แต่น้ำเกลือเพอร์คลอเรตซึ่งมีจุดเยือกแข็งต่ำมากก็ยังต้องกลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิระดับนี้

ยานมาร์สเอกซ์เพรสขององค์การอีซา   (จาก ESA/NASA/JPL-Caltech)


คุลเลอร์ได้คำนวณหาพลังงานความร้อนที่จำเป็นในการทำให้น้ำแข็งใต้ดินหลอมเหลวได้ พบว่ามีเพียงกิจกรรมที่เกี่ยวกับภูเขาไฟใต้ดินที่เพิ่งเกิดขึ้นผ่านไปไม่นานเท่านั้นที่จะทำได้ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ไม่พบหลักฐานของการเกิดเหตุการณ์ลักษณะนั้นในบริเวณขั้วใต้มาก่อนเลย 

แม้นักวิจัยทั้งสองก็ไม่อาจอธิบายได้ว่าสิ่งใดเป็นต้นเหตุที่ทำให้เกิดการสะท้อนเรดาร์ตามที่มาร์ซิสตรวจพบได้หากมิใช้น้ำ แต่อย่างน้อยงานวิจัยฉบับนี้ก็ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใกล้คำตอบมากขึ้น และยังให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแผนที่ที่แสดงถึงประวัติศาสตร์ด้านภูมิอากาศของดาวอังคารได้อีกด้วย