Può esistere acqua liquida su Marte?

Al di fuori di un ambiente particolarmente artigianale, potrebbe esistere acqua liquida su Marte? Non un po 'di tempo in un lontano passato, ma negli ultimi anni. L'atmosfera di Marte è troppo sottile perché esista l'acqua, giusto?

Forse se l'acqua fosse mescolata con sali o altri minerali, il suo punto di sublimazione potrebbe essere alterato abbastanza da esistere? Marte può riscaldarsi durante le sue giornate estive, fino a circa 20 gradi Celsius all'equatore. Forse, in alcune aree e periodi di tempo, potremmo avere una specie di acqua liquida?

Ci scusiamo per la natura speculativa di questa domanda, ma dopo che la NASA ha parlato della possibilità di acqua liquida, mi ha fatto pensare se fosse possibile.

In linea di principio, l'acqua liquida può esistere in molte località dell'attuale Marte, ma ci sono alcuni interessanti colpi di scena nella storia.

1. A bassa quota, la pressione atmosferica è abbastanza alta. La pressione del punto triplo di H2O è 611 Pascal, che corrisponde a circa metà elevazione. A basse altitudini, come le pianure settentrionali, la pressione atmosferica supererà la pressione del triplo punto, quindi diventa possibile la fase liquida di H2O.

2. Ci sarà un sostanziale "raffreddamento a sublimazione" o raffreddamento per evaporazione. Quando la pressione parziale di H2O è quasi pari alla pressione totale, il vapore fuoriesce rapidamente nell'atmosfera, il che richiede molta energia. Se metti un cubetto di ghiaccio sull'equatore di Marte, non si scioglierà, perché il raffreddamento a sublimazione è più grande dell'energia solare in entrata, anche a mezzogiorno.

3. Tuttavia, se quel cubetto di ghiaccio è coperto da un sottile strato di polvere o contiene polvere che si accumulerà in cima man mano che il ghiaccio sublima, la perdita di vapore sarà ridotta. In questa circostanza, il ghiaccio può sciogliersi per formare acqua liquida.

4. Ciò lascia la questione di come il cubetto di ghiaccio sarebbe arrivato lì inizialmente. Lo chiamo il "problema di origine". I luoghi su Marte che si surriscaldano hanno già perso tutto il loro ghiaccio e i luoghi su Marte che hanno ghiaccio non si riscaldano abbastanza. Quindi, è difficile ottenere acqua liquida su Marte, ma è possibile in linea di principio.

5. Con i sali, che abbassano il punto di fusione, tutto diventa molto più semplice, anche se sono necessari rifornimenti di ghiaccio / gelo e sale. Quando l'acqua con sale evapora, la concentrazione di sale aumenta, quindi la soluzione viene spinta verso il punto eutettico, dove la soppressione del punto di fusione è la più forte.

Se avessi chiesto un paio di mesi fa la risposta sarebbe "probabilmente sì", ora è più "forse".

L'acqua pura non potrebbe esistere nell'ambiente marziano. La pressione è troppo bassa, quindi l'acqua si trasformerebbe in vapore acqueo.

Sì, se produci salamoia iper-concentrata, può rimanere in forma liquida per un po 'in alcuni ambienti marziani. È stato dimostrato che le soluzioni di perclorati impediscono il congelamento dei liquidi anche quando le condizioni sono fredde meno di 70 gradi Celsius. Si pensava che questa fosse la causa di una linea di pendenza ricorrente (cioè linee che compaiono ripetutamente su pendenze attorno all'equatore). Il modello reale di come l'acqua (o la salamoia) poteva arrivarci era stimolante.

Un'ulteriore modellazione quest'anno suggerisce che le caratteristiche sembrano essere "flussi granulari", cioè sabbia, non acqua. Non esistono su pendii poco profondi. L'acqua scorrerà in discesa su qualsiasi pendenza, ma la sabbia ha bisogno di una pendenza ripida per fluire. Dato che le linee appaiono solo su pendii più ripidi, sembrano più flussi di sabbia e non acqua.

Tuttavia, è coinvolta l'acqua, poiché sono stati rilevati sali idrati sui pendii con le linee. Non esiste un meccanismo chiaro per far scivolare la sabbia su alcuni pendii e non su altri.

Non è solo la temperatura che causa problemi all'acqua liquida, ma anche la pressione atmosferica.

Sulla Terra, l'acqua bolle a ~ 96 ° C perché la pressione atmosferica è di circa 1 bar. Se si abbassa la pressione, anche il punto di ebollizione dell'acqua è perdente.

Su Marte, la gamma di pressioni atmosferiche va da 30 Pa su Olympus mon (la montagna più alta) a 1.155 Pa nelle profondità dell'Hellas Planitia.

Se guardi questa tabella per la pressione del vapore , vedrai che 1.155 Pa (0.001155 kPa) non è una pressione sufficiente per l'acqua liquida quando il ghiaccio su Marte si sta sciogliendo. Si trasformerebbe istantaneamente in gas.

Inoltre, è possibile osservare il punto triplo dell'acqua e la tabella in questo sito e vedere quando l'acqua sarà solida, liquida o gassosa.