מאדים הוא כיום כוכב לכת יבש, פרט לקרח שנמצא בקטבים ומתחת לפני השטח. אולם סימנים בשטח מגלים שבעבר היו על פניו אגמים ומים זורמים
בקוטב הצפוני של מאדים אפשר להבחין בשכבות בצבעים שונים. ב-25 במאי 2008 נחתה על מאדים הגשושית פיניקס, גירדה את פני השטח, ומצאה קרח טהור בעומק של כמה סנטימטרים, בקו הרוחב 68.
כיום אנו יודעים שיש קרח יציב מתחת לפני השטח מהקוטב הצפוני עד קו רוחב 60 בערך. באזורים אחרים בכוכב הלכת צילומי לוויין מתעדים מדי פעם בפעם קרח שנחשף על ידי פגיעת מטאוריטים ונעלם במהירות. בנוסף יש קרח גם בקוטב הדרומי, אולם הוא מכוסה בשכבה קבועה של קרח יבש (פחמן דו חמצני קפוא) ונפחו קטן משמעותית מנפח המים הקפואים בקוטב הצפוני.
קרח טהור בעומק סנטימטרים אחדים בקו הרוחב 68. הממצא של רכב השטח פיניקס | צילום: NASA
למה אין במאדים מים נוזליים?
הטמפרטורה במהלך היום יכולה להגיע לכ-25 מעלות צלזיוס בקרבת קו המשווה של מאדים, ובלילה צונחת עד לכמאה מעלות מתחת לאפס. השינויים הקיצוניים האלה נובעים מכך שהאטמוספרה הדלילה מאפשרת לחום לברוח בקלות.
אולם גם בשעות שבהן הטמפרטורה גבוהה יחסית, עדיין איננו רואים מים נוזליים. הסיבה לכך היא שגם לחץ האוויר משפיע על הנקודה שבה מים משנים את מצב הצבירה שלהם. הלחץ האטמוספרי במאדים הוא כ-0.006 אטמוספרות של כדור הארץ בלבד, ולא מספיק כדי לאפשר למים להפוך לנוזל. במצב כזה המים הופכים מקרח לאדים (גז) כלל בלי הפוך לנוזל בדרך, בתהליך שנקרא המראה (סובלימציה). כתוצאה מכך אין מים נוזליים במאדים, ואפשר למצוא שם רק קרח או אדים.
אולם מחקרים מעידים שבעבר המצב היה שונה. בשנים ההן האטמוספרה של מאדים הייתה צפופה יותר והכילה גזים כמו מתאן (CH4), גופרית דו חמצנית (SO2) וענני פחמן דו-חמצני. אלה הגדילו משמעותית את אפקט החממה וכלאו חום באטמוספרה. מכיוון שהאטמוספרה הייתה צפופה יותר, גם הלחץ על פני השטח היה גבוה יותר, ואִיפשר לגופים גדולים של מים נוזליים להישאר על פני השטח לאורך זמן, ולנהרות לזרום וליצור ערוצים באדמה. הערוצים האלה קיימים גם כיום ומעידים על קיומם של נהרות העבר.
עדות נוספת למים נוזליים על מאדים מגיעה מרכב המחקר קיריוסיטי שהונחת במאדים ב-2012. הרכב גילה במכתש גייל מינרלים ששוקעים במים, דבר ששכנע את סוכנות החלל האמריקאית נאס"א שהמכתש היה בעבר אגם של מים מתוקים. עדות נוספת היא נתיבים של רשת נהרות שמסתיימת בדלתא, המשמשים עדות חזקה למים זורמים על פני השטח שנשפכו בעבר לאגם או לאוקיינוס.
שכבות בעומק שלושה קילומטר. קרח בקוטב הצפוני של מאדים כפי שצילם הלוויין Mars Reconnaissance Orbiter | מקור: NASA
מה עוד אפשר לגלות?
כיום האטמוספרה של מאדים יבשה, אך מחקרים על ההרכב האיזוטופי של המים באטמוספרה מרמזים שבעבר היו שם הרבה יותר מים. תהליך המחקר דומה לזה שבו אנו לומדים על האקלים הקדום בכדור הארץ דרך ליבות קרח מאנטארקטיקה. כל שכבה בקרח מתעדת את האקלים ששרר בעולמנו בזמן שקיעתה. בצורה דומה, מדידת הרכב הגזים במאדים מלמדת אותנו על הטמפרטורה ועל כמות הפחמן דו-חמצני שהיו באטמוספרה בעבר.
תצלומי מכ"מ מראים שהקוטב הצפוני במאדים מורכב גם הוא משכבות, בדומה לקרח באנטארקטיקה, כך שהוא אוגר תיעוד של ההיסטוריה האקלימית של מאדים. מודלים ומדידות של ליבות קרח, ואולי אף ליבות סלעיות, יוכלו ללמד אותנו עוד על האקלים הקדום של מאדים, ולחשוף בפנינו את התהליכים השולטים באקלים. עם המידע הזה נוכל לשחזר בצורה טובה יותר את ההיסטוריה של המים במאדים.
