Könnte außerhalb einer speziell gestalteten Umgebung flüssiges Wasser auf dem Mars existieren? Nicht irgendwann in der fernen Vergangenheit, sondern innerhalb der letzten paar Jahre. Die Atmosphäre des Mars ist zu dünn, als dass Wasser existieren könnte, richtig?
Wenn das Wasser mit Salzen oder anderen Mineralien gemischt würde, könnte sein Sublimationspunkt vielleicht genug verändert werden, um zu existieren? Der Mars kann während seiner Sommertage warm werden, bis zu etwa 20 Grad Celsius am Äquator. Vielleicht bekommen wir in bestimmten Gebieten und Zeiträumen eine Art flüssiges Wasser?
Entschuldigen Sie die spekulative Natur dieser Frage, aber nachdem die NASA über die Möglichkeit von flüssigem Wasser gesprochen hatte, fragte ich mich, ob dies möglich ist.
Flüssiges Wasser kann im Prinzip an vielen Orten auf dem heutigen Mars existieren, aber es gibt ein paar interessante Wendungen in der Geschichte.
In geringer Höhe ist der atmosphärische Druck hoch genug. Der Tripelpunktdruck von H2O beträgt 611 Pascal, was etwa der mittleren Höhe entspricht. In niedrigen Höhen, wie dem nördlichen Tiefland, übersteigt der atmosphärische Druck den Tripelpunktdruck, sodass die flüssige Phase von H2O möglich wird.
Es findet eine erhebliche "Sublimationskühlung" oder Verdunstungskühlung statt. Wenn der Partialdruck von H2O fast so hoch ist wie der Gesamtdruck, entweicht Dampf schnell in die Atmosphäre, was viel Energie kostet. Legt man einen Eiswürfel auf den Äquator des Mars, schmilzt dieser nicht, weil die Sublimationskälte auch am Mittag größer ist als die einfallende Sonnenenergie.
Wenn dieser Eiswürfel jedoch mit einer dünnen Staubschicht bedeckt ist oder Staub enthält, der sich oben ansammelt, wenn das Eis sublimiert, wird der Dampfverlust reduziert. Unter diesen Umständen kann Eis zu flüssigem Wasser schmelzen.
Bleibt die Frage, wie der Eiswürfel ursprünglich dort hingekommen wäre. Ich nenne es das "Quellenproblem". Orte auf dem Mars, die heiß werden, haben bereits ihr gesamtes Eis verloren, und Orte auf dem Mars, die Eis haben, werden nicht warm genug. Es ist also schwierig, flüssiges Wasser auf den Mars zu bringen, aber prinzipiell möglich.
Mit Salzen, die den Schmelzpunkt senken, wird alles viel einfacher, obwohl Vorräte an Eis/Frost und Salz benötigt werden. Wenn Wasser mit Salz verdunstet, steigt die Salzkonzentration, sodass die Lösung zum eutektischen Punkt getrieben wird, wo die Schmelzpunktunterdrückung am stärksten ist.
Hätten Sie vor ein paar Monaten gefragt, wäre die Antwort "wahrscheinlich ja", jetzt ist es eher "vielleicht".
Reines Wasser könnte in der Marsumgebung nicht existieren. Der Druck ist zu niedrig, sodass das Wasser zu Wasserdampf werden würde.
Ja, wenn Sie hyperkonzentrierte Sole herstellen, kann diese in einigen Marsumgebungen eine Weile in flüssiger Form bleiben. Es hat sich gezeigt, dass Lösungen von Perchloraten das Einfrieren von Flüssigkeiten selbst bei Temperaturen von bis zu minus 70 Grad Celsius verhindern. Dies wurde als Ursache für wiederkehrende Hanglinien ( dh Linien, die wiederholt auf Hängen um den Äquator erscheinen) vermutet. Das eigentliche Modell, wie Wasser (oder Sole) dorthin gelangen könnte, war eine Herausforderung.
Weitere Modellierungen in diesem Jahr deuten darauf hin, dass es sich bei den Merkmalen um „körnige Strömungen“ zu handeln scheint, dh um Sand und nicht um Wasser. An flachen Hängen gibt es sie nicht. Wasser fließt an jedem Hang bergab, aber Sand braucht einen steilen Hang, um zu fließen. Da die Linien nur an steileren Hängen erscheinen, sehen sie eher wie Sandströme und nicht wie Wasser aus.
Allerdings ist Wasser im Spiel, da hydratisierte Salze an Hängen mit den Linien entdeckt wurden. Es gibt keinen klaren Mechanismus, um zu bewirken, dass Sand an einigen Hängen ins Rutschen gerät und an anderen nicht.
Nicht nur die Temperatur bereitet flüssigem Wasser Probleme, sondern auch der atmosphärische Druck.
Auf der Erde siedet Wasser bei ~96°C, weil der Atmosphärendruck etwa 1 bar beträgt. Wenn Sie den Druck senken, sinkt auch der Siedepunkt für Wasser.
Auf dem Mars reicht der atmosphärische Druck von 30 Pa auf dem Olympus Mon (höchster Berg) bis zu 1,155 Pa in den Tiefen von Hellas Planitia.
Wenn Sie sich dieses Diagramm für den Dampfdruck ansehen, werden Sie sehen, dass 1,155 Pa (0,001155 kPa) kein ausreichender Druck für flüssiges Wasser ist, wenn das Eis auf dem Mars schmilzt. Es würde sich sofort in Gas verwandeln.
Darüber hinaus können Sie sich den Tripelpunkt von Wasser und das Diagramm auf dieser Seite ansehen, und Sie sehen, wann Wasser fest, flüssig oder gasförmig ist.
Johnny