Bawah Tanah Mars di Masa Lalu Pernah Dialiri Air

Jumat, 4 November 2011 - Studi baru ini mendukung hipotesis alternatif bahwa air hangat yang persisten sebatas di bawah permukaan dan fitur-fitur erosi telah terukir selama periode singkat ketika cairan stabil di atas permukaan.

---

Para astronom telah menemukan bukti lagi bahwa Mars pernah memiliki kondisi yang basah dan hangat di masa lalu, namun airnya telah mengalir ke bawah permukaan Mars. Studi baru, yang menganalisis deposit tanah liat di Planet Merah ini, mengungkapkan bahwa permukaan Mars mungkin telah kering dan gersang di masa lalu, dengan danau dan sungai menghiasi lanskap Mars pada periode yang hanya singkat.
Bentukan alam ukiran-air di Mars merupakan satu-satunya sumber bukti bahwa zat cair pernah ada di planet ini. Satelit yang mengorbit juga menemukan bentangan tanah liat, yang diciptakan oleh interaksi kimia di antara bebatuan vulkanik dan air.
Episode ini terjadi menjelang akhir masa ratusan juta tahun di mana air hangat berinteraksi dengan bebatuan di bawah permukaan. Hal ini mengimplikasikan tentang apakah pernah ada kehidupan di Mars dan bagaimana atmosfer Mars telah berubah.
“Jenis-jenis mineral lempung yang terbentuk di bawah permukaan dangkal memenuhi seluruh Mars,” kata John Mustard, profesor Brown University di Providence, penulis pendamping studi yang dipublikasikan dalam jurnal Nature. “Jenis-jenis yang terbentuk pada permukaan ditemukan di lokasi yang sangat terbatas dan cukup langka.”

Kombinasi dampak pengukiran dan erosi untuk mengungkapkan komposisi bawah tanah Mars dengan mengekspos material dari bawah permukaan. (Kredit: NASA/JPL-Caltech/JHUAPL)

Penemuan mineral lempung di Mars pada tahun 2005 menunjukkan planet itu pernah memiliki kondisi yang basah dan hangat. Jika kondisi tersebut ada di permukaan selama era yang lama, planet ini membutuhkan atmosfer yang jauh lebih tebal daripada yang sekarang untuk menjaga air dari penguapan atau pembekuan. Para peneliti telah mencari bukti proses yang dapat menyebabkan atmosfer tebal menjadi menghilang dari waktu ke waktu.
Studi baru ini mendukung hipotesis alternatif bahwa air hangat yang persisten sebatas di bawah permukaan dan fitur-fitur erosi telah terukir selama periode singkat ketika cairan stabil di atas permukaan.
“Jika habitat di permukaan hanya berlangsung dalam jangka pendek, maka tidak berarti kita harus putus asa tentang prospek kehidupan di Mars, tetapi hal ini mengatakan sesuatu tentang jenis lingkungan apa yang mungkin ingin kita lihat,” kata penulis laporan itu, Bethany Ehlmann, asisten profesor di Institut Teknologi California, Pasadena. “Habitat Mars yang paling stabil selama jangka waktu yang panjang tampaknya pernah berada di bawah permukaannya. Di bumi, lingkungan panas di bawah tanah memiliki ekosistem yang aktif.”

Evolusi air bawah permukaan selama miliar tahun pertama sejarah Mars. Hijau menunjukkan formasi tanah liat. Selama periode Noachian, yang berlangsung 4,1 - 3,7 miliar tahun yang lalu, tanah liat terbentuk utamanya di bawah permukaan. Pada akhir periode ini dan awal berikutnya (periode Hesperian), vulkanik tersebar luas, sungai dan danau saling silang di dataran, membentuk tanah liat di permukaannya. Sebagai periode ini berakhir 3,1 miliar tahun yang lalu, planet ini mendingin dan pembentukan tanah liat berakhir. (Kredit: B. Ehlmann/California Institute of Technology)

Penemuan mineral lempung oleh spektrometer OMEGA pada pengorbit Mars Express milik Badan Antariksa Eropa lebih awal menambah bukti tentang keberadaan zat cair di Mars. Tanah liat terbentuk dari interaksi air dengan batu. Berbagai jenis mineral lempung merupakan hasil dari berbagai jenis kondisi basah.
Selama lima tahun terakhir, para peneliti menggunakan instrumen OMEGA dan Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer, atau CRISM, milik NASA, pada Mars Reconnaissance Orbiter untuk mengidentifikasi mineral lempung di ribuan lokasi di Mars. Mineral lempung yang terbentuk, di mana rasio airnya berinteraksi dengan bebatuan kecil, umumnya mempertahankan unsur-unsur kimia yang sama seperti yang ditemukan di bebatuan vulkanik yang kemudian diubah oleh air.
Penelitian ini menginterpretasikan bahwa sebagian besar medan di Mars mengandung lempung besi dan magnesium. Sebaliknya, permukaan lingkungan dengan rasio yang lebih tinggi dari air ke batu dapat mengubah bebatuan lebih lanjut. Elemen-elemennya yang larut terbawa oleh air, dan tanah liat kaya-aluminium terbentuk.
Petunjuk lain adalah deteksi mineral yang disebut prehnite. Mineral ini terbentuk pada suhu di atas sekitar 400 derajat Fahrenheit (sekitar 200 derajat Celcius). Suhu ini merupakan ciri khas lingkungan hidrotermal air di bawah tanah dibandingkan di permukaan.
“Interpretasi kami adalah pergeseran dari pemikiran bahwa lingkungan yang hangat dan basah sebagian besar berada di permukaan menjadi pemikiran bahwa itu sebagian besar berada di bawah permukaan, dengan pengecualian terbatas,” kata Scott Murchie dari Johns Hopkins University.
Salah satu pengecualian mungkin Kawah Gale, situs yang ditargetkan oleh misi Mars Science Laboratory NASA. Peluncuran tahun ini, misi penjalajah Curiosity akan mendarat dan menyelidiki lapisan yang mengandung tanah liat dan mineral sulfat.
Kredit: NASA/Jet Propulsion Laboratory
Jurnal: Bethany L. Ehlmann, John F. Mustard, Scott L. Murchie, Jean-Pierre Bibring, Alain Meunier, Abigail A. Fraeman, Yves Langevin. Subsurface water and clay mineral formation during the early history of Mars. Nature, 2011; 479 (7371): 53 DOI: 10.1038/nature10582