Di Balik Gairah ke Planet Merah, Benarkah Ia Tidak Ramah Manusia?

Nasib Mars sudah ditentukan sejak awal," kata Kun Wang, asisten profesor ilmu bumi dan planet di Arts & Sciences di Washington University, penulis senior studi tersebut. dilansir dari Science Daily. "Kemungkinan ada ambang batas pada persyaratan ukuran planet berbatu untuk mempertahankan cukup air untuk memungkinkan kelayakhunian dan lempeng tektonik, dengan massa melebihi Mars."

Studi penginderaan jauh dan analisis meteorit planet merah ini yang berasal dari tahun 1980-an menunjukkan bahwa Mars dulunya kaya air, dibandingkan dengan Bumi. Pesawat ruang angkasa Viking NASA—dan, baru-baru ini, penjelajah Curiosity and Perseverance di darat—mengumumkan gambar dramatis lanskap Mars yang ditandai oleh lembah sungai dan saluran banjir.

Terlepas dari bukti ini, tidak ada air cair yang tersisa di permukaan. Para peneliti mengajukan banyak kemungkinan penjelasan, termasuk melemahnya medan magnet Mars yang bisa mengakibatkan hilangnya atmosfer tebal.

Tetapi sebuah penelitian yang diterbitkan minggu 20 September di Proceedings of the National Academy of Sciences menunjukkan alasan yang lebih mendasar mengapa kini planet merah ini terlihat sangat berbeda dari "marmer biru" Bumi.

Untuk studi baru, Wang dan kolaboratornya menggunakan isotop stabil dari elemen kalium (K) untuk memperkirakan keberadaan, distribusi, dan kelimpahan elemen volatil pada benda planet yang berbeda.

Kalium adalah elemen yang cukup mudah menguap, tetapi para ilmuwan memutuskan untuk menggunakannya sebagai semacam pelacak untuk elemen dan senyawa yang lebih mudah menguap, seperti air. Ini adalah metode yang relatif baru yang menyimpang dari upaya sebelumnya untuk menggunakan rasio kalium-to-thorium (Th) yang dikumpulkan oleh penginderaan jauh dan analisis kimia untuk menentukan jumlah volatil yang pernah dimiliki Mars. Dalam penelitian sebelumnya, anggota kelompok penelitian menggunakan metode pelacak kalium untuk mempelajari pembentukan bulan.

Wang dan timnya mengukur komposisi isotop kalium dari 20 meteorit planet merah ini yang dikonfirmasi sebelumnya, dipilih untuk mewakili komposisi silikat massal di planet merah tersebut.

Dengan menggunakan pendekatan ini, para peneliti menentukan bahwa planet merah ini kehilangan lebih banyak potasium dan volatil lainnya daripada Bumi selama pembentukannya, tetapi mempertahankan lebih banyak volatil ini daripada bulan dan asteroid 4-Vesta, dua benda yang jauh lebih kecil dan lebih kering daripada Bumi dan Mars.

Para peneliti menemukan korelasi yang jelas antara ukuran tubuh dan komposisi isotop kalium.

"Alasan untuk kelimpahan jauh lebih rendah dari unsur-unsur volatil dan senyawanya di planet yang berbeda daripada di meteorit primitif yang tidak berdiferensiasi telah menjadi pertanyaan lama," kata Katharina Lodders, profesor peneliti ilmu bumi dan planet di Universitas Washington, rekan penulis studi tersebut. "Temuan korelasi komposisi isotop K dengan gravitasi planet adalah penemuan baru dengan implikasi kuantitatif penting untuk kapan dan bagaimana planet yang berbeda menerima dan kehilangan volatilnya."

"Meteorit Mars adalah satu-satunya sampel yang tersedia bagi kami untuk mempelajari susunan kimiawi Mars," kata Wang. Meteorit planet merah itu memiliki usia yang bervariasi dari beberapa ratus juta hingga 4 miliar tahun dan mencatat sejarah evolusi volatilitas planet ini. Melalui pengukuran isotop elemen volatil sedang, seperti kalium, kami dapat menyimpulkan tingkat penipisan volatil planet massal dan membuat perbandingan. antara badan tata surya yang berbeda.

"Tidak dapat disangkal bahwa dulu ada air di permukaan Mars, tetapi berapa banyak air yang pernah dimiliki Mars secara keseluruhan sulit untuk diukur melalui penginderaan jauh dan studi rover saja," kata Wang. "Banyak model di luar sana yang mempelajari kandungan air massal Mars. Beberapa model itu menggambarkan Mars awal bahkan memiliki lebih banyak air daripada Bumi. Kami tidak percaya itu masalahnya."

Zhen Tian, ​​seorang mahasiswa pascasarjana di laboratorium Wang dan Cendekiawan Akademi Internasional McDonnell, adalah penulis pertama makalah ini. Peneliti pascadoktoral Piers Koefoed adalah rekan penulis, seperti Hannah Bloom, yang lulus dari Universitas Washington pada tahun 2020. Wang dan Lodders adalah rekan fakultas dari Universitas McDonnell Center for the Space Sciences.

Temuan ini berimplikasi pada pencarian kehidupan di planet lain selain Mars, catat para peneliti.

Terlalu dekat dengan matahari (atau, untuk exoplanet, terlalu dekat dengan bintangnya) dapat memengaruhi jumlah volatil yang dapat dipertahankan oleh benda planet. Pengukuran jarak dari bintang ini sering kali diperhitungkan dalam indeks "zona layak huni" di sekitar bintang.

"Studi ini menekankan bahwa ada kisaran ukuran yang sangat terbatas bagi planet untuk memiliki cukup air tetapi tidak terlalu banyak untuk mengembangkan lingkungan permukaan yang layak huni," kata Klaus Mezger dari Pusat Antariksa dan Habitabilitas di Universitas Bern, Swiss, salah satu penulis penelitian ini. "Hasil ini akan memandu para astronom dalam pencarian mereka untuk planet ekstrasurya yang dapat dihuni di tata surya lain."

Wang sekarang berpikir bahwa, untuk planet yang berada dalam zona layak huni, ukuran planet mungkin harus lebih ditekankan dan dipertimbangkan masak-masak ketika memikirkan apakah sebuah planet ekstrasurya dapat mendukung kehidupan.

"Ukuran sebuah planet ekstrasurya adalah salah satu parameter yang paling mudah ditentukan," kata Wang. "Berdasarkan ukuran dan massa, kita sekarang tahu apakah sebuah planet ekstrasurya adalah kandidat untuk kehidupan, karena faktor penentu tingkat pertama untuk retensi volatil adalah ukuran."