ค้นพบโอเอซิสโบราณ บนดาวอังคาร โดยยานคิวริออสซิตี้ ของนาซ่า

มองย้อนกลับไปเมื่อ 3,500 ล้านปีที่แล้ว ดาวอังคารจะมีหน้าตาเป็นเช่นไร ในเรื่องนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้ทำงานร่วมกับยานคิวริออสซิตี้โรเวอร์ของนาซ่า เพื่อตรวจหาความเป็นไปได้ในการออกแบบหน้าตาพื้นผิวของดาวอังคารในยุคนั้น และจากข้อมูลล่าสุดก็คือ พื้นที่บริเวณแอ่งหลุมอุกกาบาตที่ชื่อ “เกล เครเตอร์” (Gale Crater) ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 150 กิโลเมตร

ปัจจุบันมันเป็นแอ่งโบราณที่ยานคิวริออสซิตี้กำลังทำการสำรวจอยู่ และพบว่าดูเหมือนจะมีร่องรอยของลำธารอยู่บริเวณผนังของปล่องหลุม ที่มีทิศทางของน้ำ ไหลลงไปสู่ฐานของมัน

ดังนั้นหากมองย้อนกลับไปในอดีต แล้วกรอเวลาเร่งไปข้างหน้า เราก็จะเห็นทางน้ำล้นอยู่เป็นจำนวนมากในนั้น ก่อนที่พวกมันจะแห้งหายไป วงจรเหล่านี้อาจเกิดขึ้นซ้ำๆ ในช่วงตลอดหลายล้านปี

🔜ภาพแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงของสระน้ำเค็มและการไหลของลำธารใน Sutton Island ที่มีความสูง 150 เมตร ก่อนที่จะแห้งเหือดไป (ภาพจาก ASU Knowledge Enterprise Development (KED), Michael Northrop)
ลักษณะทางภูมิประเทศเช่นนี้ได้รับการบรรยายลงอยู่ในบทความวิจัยวารสารวิทยาศาสตร์ Nature Geoscience

โดยนักวิทยาศาสตร์คิวริออสซิตี้ เมื่อวันที่ 7 ตุลาคม ค.ศ. 2019
โดยผู้เขียนบทความเสนอว่าก้อนหินบริเวณ Gale Crater นั้นอุดมเต็มไปด้วยเกลือแร่ ที่ถูกค้นพบโดยยานโรเวอร์ของนาซ่า ซึ่งเป็นหลักฐานที่หลงเหลือยู่ของสระตื้นน้ำเค็ม ครั้งเมื่อเคยเอ่อล้นและแห้งหายไป ลายน้ำเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นจากความผันผวนของลมฟ้าอากาศ ในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนไป
ของดาวอังคารจากครั้งหนึ่งที่เคยเปียกชื้น ได้กลายเป็นทะเลทรายอันหนาวเหน็บดังเช่น
ทุกวันนี้

นักวิทยาศาสตร์ต้องการที่จะเข้าใจว่า การเปลี่ยนแปลงนี้ใช้เวลานานแค่ไหน และจริงๆมันเกิดขึ้นเมื่อไหร่ โดยเงื่อนงำล่าสุดนี้อาจเป็นสัญญาณของการค้นพบที่เกิดขึ้น ซึ่งเป็นพื้นที่ๆคิวริออสซิตี้มุ่งหน้าไป อาณาบริเวณนี้เราเรียกว่า “ซัลเฟตแบริ่ง ยูนิต” (sulfate-bearing unit) ซึ่งคาดว่ามันก่อตัวขึ้นมาจากความแห้งแล้ง และแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างอย่างชัดเจนของพื้นที่ด้านล่างของภูเขา ซึ่งเป็นพื้นที่ๆยานคิวริออสซิตี้เคยค้นพบหลักฐานของแหล่งทะเลสาบน้ำจืดมาแล้ว (freshwater lakes)!

🔜ภาพของ Gale Crater ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 154 กิโลเมตร โดยจุดวงกลมในภาพคือคือ จุดลงจอดของยาน Curiosity rover (ภาพจาก NASA/JPL-Caltech/ESA/DLR/FU Berlin/MSSS)
ขณะที่ Gale Crater นั้นเป็นหลุมอุกกาบาตโบราณ ที่ตรวจพบตะกอนดินชิ้นเล็กชิ้นน้อยอยู่จำนวนมาก โดยตะกอนดินและหินเหล่านี้ถูกพัดพามาโดยกระแสของน้ำ และลม จนทับถมกันเป็นชั้นๆอยู่เต็มหลุม ต่อมาตะกอนเหล่านี้จึงแข็งตัว แล้วถูกลมบนดาวอังคารพัดพาเอาชั้นหินต่างๆลอยขึ้นไปเป็นทรงภูเขา ซึ่งเป็นพื้นที่บริเวณทำการของยานคิวริออสซิตี้ ณ ขณะนี้ และกำลังปีนป่ายเพื่อค้นหาหลักฐานสำคัญอื่นๆที่น่าสนใจ

โดยภายหลังที่ตะกอนในหลุมอุกกาบาตเกล (Gale Crater) ได้ถูกลมพัด และหอบเอาชั้นดินตะกอนต่างๆขึ้นไปแล้ว มันก็ได้เผยให้เห็นถึงรายละเอียดของชั้นหินต่างๆ ในแต่ละยุคสมัยที่เปลี่ยนไปของสภาพอากาศบนดาวอังคาร ซึ่งเป็นหลักฐานสำคัญที่นักวิทยาศาสตร์จะได้ทำการศึกษาประวัติศาสตร์ของมันผ่านชั้นหินที่ทับถมเหล่านี้

🔜เครือข่ายรอยแตกของหินบนดาวอังคาร บริเวณพื้นที่ๆเรียกว่า “Old Soaker” ซึ่งก่อตัวขึ้นมาจากชั้นดินโคลนที่แห้งไป เมื่อราว 3 พันล้านปีก่อน ภาพนี้มีความกว้าง 90 เซนติเมตร ถ่ายไว้ได้โดย กล้อง MAHLI ที่แขนกลของรถสำรจ Curiosity Mars rover ของนาซ่า
(ภาพโดย NASA/JPL-Caltech/MSSS)

ผู้นำทีมวิจัยอย่าง “วิลเลียม เรปิน” (William Rapin) จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย กล่าวว่า การลงไปสำรวจยังหลุมอุกกาบาตเกล ก็เพราะที่แห่งนั้นเป็นเหมือนแหล่งข้อมูลที่ถูกบันทึกผ่านกาลเวลา ที่แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงบนดาวอังคารในแต่ละยุคสมัย และทำความเข้าใจถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศบนนั้นว่ามันเริ่มขึ้นมาได้อย่างไร รวมถึงศึกษาว่าบนพื้นผิวแห่งนั้น มันเอื้อต่อการดำรงอยู่ของชีวิตได้ตั้งแต่เมื่อไหร่ และนานเท่าไหร่กันแน่

อีกทั้งเรปิน และผู้ร่วมเขียนบทวามวิจัยของเขายังอธิบายว่า เกลือที่ค้นพบอยู่ในชั้นตะกอนหินความสูง 150 เมตร นี้เรียกว่า “ซัตตัน ไอแลนด์” (Sutton Island) ซึ่งยานสำรวจคิวริออสซิตี้เคยมาเยือนแล้วในปี ค.ศ. 2017 และจากข้อมูลชุดของรอยแตกโคลน ณ พื้นที่ๆเรียกว่า “Old Soaker” ก็ทำให้ทีมวิจัยทราบได้ในทันทีว่าพื้นที่แห่งนี้มีช่วงเวลาแห้งแล้งเป็นระยะๆ ในขณะที่ เกลือของ Sutton Island ก็เป็นตัวบ่งชี้ว่าทะเลน้ำเค็มนั้นมีความเข้มข้นเพียงใด

🔜ทะเลสาบน้ำเค็ม แผ่นเกลือ Quisquiro ใน Altiplano ของอเมริกาใต้ ซึ่งเป็นพื้นทีๆนักวิทยาศาสตร์คิดว่าคล้ายกับภูมิทัศน์ใน Gale Crater บนดาวอังคาร (ภาพโดย Nasa/Maksym Bocharov)

ซึ่งโดยปกติเมื่อน้ำทะเลแห้งเหือดไป มันก็จะทิ้งผลึกเกลือบริสุทธิ์เอาไว้เบื้องหลัง แต่ Sutton Island นั้นแตกต่างออกไป เพราะพวกมันผสมผสานเข้าไปอยู่ในตะกอนดิน ซึ่งดูเหมือนจะเกิดจากการอิ่มตัวในสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้น หรืออาจเกิดจากการระเหยภายใต้สระน้ำตื้นที่เต็มไปด้วยน้ำเค็ม

และเนื่องจากในอดีต โลกและดาวอังคารนั้นเหมือนกันมาก เรปิน จึงสันนิษฐานว่าเกาะซัตตัน หรือ Sutton Island นั้น อาจคล้ายกันกับทะเลสาบน้ำเค็มใน อัลติพลาโน (altiplano) ของอเมริกาใต้ ซึ่งลำธารและแม่น้ำได้ไหลลงมาจากทิวเขาสูงสู่พื้นราบอันแห้งแล้งนี้ จนนำไปสู่แอ่งน้ำปิด คล้ายกับพื้นที่บริเวณหลุมอุกกาบาตโบราณบนดาวอังคาร

โดยทะเลสาบบนอัลติพลาโนเองก็ได้รับอิทธิพลมาจากสภาพอากาศสุดขั้วเช่นเดียวกับ Gale Craterเรปิน พูดถึงความคล้ายกันนี้ว่า ช่วงเวลาแห้งแล้งของทะเลสาบบนอัลติพลาโนที่กลายเป็นทะเลสาบตื้นจนแห้งแล้งอย่างสมบูรณ์นั้น คล้ายกันกับกระบวนการที่เกิดขึ้นบนดาวอังคาร!

🔜ภาพจำลองน้ำที่ไหลลงมาสู่ Gale Crater เมื่อราว 3 พันล้านปีก่อน ภาพจากวิดีโอ A Guide to Gale Crater โดย NASA Jet Propulsion Laboratory

สัญญาณความแห้งแล้งบนดาวอังคาร หินที่อุดมเต็มไปด้วยเกลือของเกาะซัตตันนั้น เป็นเพียงหนึ่งในหลายๆพื้นที่ๆทีมสำรวจโรเวอร์กำลังค้นหาเบาะแสของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศบนดาวอังคารอยู่ และตลอดเส้นทางการสำรวจของยานคิวริออสซิตี้ นับตั้งแต่ปี ค.ศ. 2012 เป็นต้นมา ทีมนักวิทยาศาสตร์ก็ได้ตรวจพบวงจรของพื้นที่เปียกชื้นไปสู่ความแห้งแล้งอันแสนยาวนานบนดาวอังคาร

🔜ภาพก่อนเจาะและหลังเจาะลงหินที่มีชื่อเล่นว่า Aberlady เมื่อวันที่ 6 เมษายน ค.ศ. 2019 ในพื้นที่บริเวณ “clay-bearing unit” (ภาพจาก NASA/JPL-Caltech/MSSS)

นักวิทยาศาสตร์ในโครงการ Mars Science Laboratory ของนาซ่า อย่าง “อัชวิน วาซาวาดา” (Ashwin Vasavada) ยังได้อธิบายว่า เมื่อเราปีนเขาที่ลาดชัน เราก็จะเห็นแนวโน้ม และภาพรวมของวงจรสภาพอากาศบนดาวอังคารได้ ตั้งแต่สภาพเปียกชื้นไปจนถึงแห้งแล้งผ่านในแต่ละช่วงเวลานับล้านปี แต่แนวโน้มของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศบนดาวอังคารนั้นไม่ได้ดำเนินไปอย่างเป็นระเบียบ มันดูยุ่งเหยิงมาก

รวมถึงช่วงเวลาที่แห้งแล้งก็ด้วย เหมือนอย่างที่เราได้เห็นบนเกาะซัตตัน ซึ่งตามเป็นความจริงก็คือเราควรได้เห็นช่วงเวลาเปียกชื้นได้แบบเดียวกับในตัวอย่างดินโคลนในพื้นที่ “clay-bearing unit” ที่คิวริออสซิตี้ได้เคยตรวจสอบไปเมื่อเดือนเมษายน ค.ศ. 2019 จนถึงตอนนี้ยานสำรวจโรเวอร์ก็ยังพบเจอกับชั้นตะกอนดินที่เป็นแผ่นแบนๆจำนวนมากถูกวางเป็นชั้นๆลงสู่ก้นทะเลสาบ

คริสโตเฟอร์ เฟโด (Christopher Fedo) ผู้เชี่ยวชาญพิเศษในเรื่องการศึกษาชั้นตะกอนดินแห่งมหาวิทยาลัยเทนเนสซี ตั้งข้อสังเกตว่า พื้นที่ในปัจจุบันที่ยานคิวริออสซิตี้กำลังวิ่งอยู่นั้นเป็นโครงสร้างหินขนาดใหญ่ ที่อาจก่อตัวขึ้นมาสภาพแวดล้อมพลังงานสูงอย่างเช่น การถูกลมพัดอย่างรุนแรง หรือไม่ก็ถูกกระแสของลำธารไหลผ่าน

โดยลมหรือการไหลของน้ำเหล่านี้ จะนำดินต่างๆไปตกตะกอนเป็นชั้นๆอย่างช้าๆ และเมื่อพวกมันแข็งตัวจนกลายเป็นหิน มันก็จะกลายเป็นโครงสร้างที่เสมือนกับแผ่นหิน “ทีล ริดจ์” (Teal Ridge) ที่ยานคิวริออสซิตี้ได้เคยตรวจสอบมาแล้วในช่วงฤดูร้อนที่ผ่านมา

🔜แผ่นหิน “ทีล ริดจ์” (Teal Ridge) เป็นส่วนหนึ่งของพื้นที่ๆเรียกว่า “clay-bearing unit” ภายใน Gale Crater เมื่อวันที่ 18 มิถุนายน ค.ศ. 2019 (ภาพจากวิดีโอ NASA’s Curiosity Mars Rover Explores Teal Ridge (360 View) โดย NASA Jet Propulsion Laboratory)

เฟโด ได้พูดถึงการค้นพบชั้นตะกอนดินเหล่านี้ว่า การค้นพบชั้นตะกอนดินที่ลาดเอียงลงมานั้น แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญ ว่าภูมิทัศน์แห่งนี้ ครั้งอดีตเคยตกอยู่ใต้พื้นผิวน้ำมาก่อน

ซึ่งปัจจุบันได้กลายเป็นก้นทะเลสาบที่เหลือทิ้งเอาไว้ให้เห็นอยู่เบื้องหลังและถ้าพวกมันก่อตัวขึ้นมาจากสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งมาอย่างยาวนาน

นี้ก็หมายความว่าตัวอย่างจากดินโคลนที่เคยตรวจสอบก่อนหน้า ก็อาจแสดงให้เห็นถึงช่วงเวลาที่แตกต่างของพื้นผิวทางประวัติศาสตร์ ว่า เคยมีน้ำปรากฏอยู่จริงๆทั่วบริเวณ Gale Crater