Para peneliti di Brown University telah menunjukkan bahwa beberapa lembah Mars tampaknya disebabkan oleh limpasan dari presipitasi orografis.
Jaringan lembah yang bercabang di permukaan Mars meninggalkan sedikit keraguan bahwa air pernah mengalir di Planet Merah. Tetapi dari mana asal air purba itu - apakah itu menggelembung dari bawah tanah atau jatuh sebagai hujan atau salju - masih diperdebatkan oleh para ilmuwan. Sebuah studi baru oleh para peneliti di Brown University menempatkan tanda centang baru di kolom presipitasi.
Mars dari pesawat ruang angkasa Odyssey. Lembah berukir air di Mars tampaknya disebabkan oleh limpasan hujan, kemungkinan mencair dari salju. Curah hujan Mars awal akan jatuh di lereng gunung dan kawah. Kredit: Gambar dari NASA
Studi ini menemukan bahwa lembah berukir air di empat lokasi berbeda di Mars tampaknya disebabkan oleh limpasan dari presipitasi orografis - salju atau hujan yang turun ketika angin yang lembab didorong ke atas oleh pegunungan. Temuan baru ini adalah bukti paling detail tentang efek orografis pada Mars purba dan dapat memberi cahaya baru pada iklim dan atmosfer awal planet ini.
Sebuah makalah yang menggambarkan karya tersebut telah diterima oleh Geophysical Research Letters dan diterbitkan secara online pada bulan Juni.
Kat Scanlon, seorang mahasiswa pascasarjana ilmu geologi di Brown, memimpin penelitian dan sangat mengenal efek orografis. Dia melakukan pekerjaan pascasarjana di bidang meteorologi di Hawaii, yang merupakan rumah bagi pola orografis klasik. Angin tropis lembab dari timur didorong ke atas ketika menabrak pegunungan di pulau besar Hawaii. Angin tidak memiliki energi kinetik untuk mencapai puncak gunung, jadi mereka membuang kelembapannya di sisi timur pulau, menjadikannya hutan tropis. Sisi barat, sebaliknya, hampir merupakan gurun karena berada dalam bayangan hujan yang dilemparkan oleh puncak gunung.
Scanlon mengira pola orografik yang sama mungkin berperan di Mars awal dan bahwa jaringan lembah mungkin menjadi indikator. "Itulah yang langsung terlintas dalam pikiran untuk mencari tahu apakah lembah-lembah di Mars ini terkait hujan," katanya.
Para peneliti, termasuk Jim Head, profesor ilmu geologi, mulai dengan mengidentifikasi empat lokasi di mana jaringan lembah ditemukan di sepanjang pegunungan tinggi atau mengangkat rongga kawah. Untuk menentukan arah angin yang berlaku di setiap lokasi, para peneliti menggunakan model sirkulasi umum (GCM) yang baru dikembangkan untuk Mars. Model ini mensimulasikan pergerakan udara berdasarkan komposisi gas yang menurut para ilmuwan ada di atmosfer Mars awal. Selanjutnya, tim menggunakan model curah hujan orografis untuk menentukan di mana, mengingat angin yang berlaku dari GCM, curah hujan akan cenderung turun di masing-masing wilayah studi.
Simulasi mereka menunjukkan bahwa curah hujan akan menjadi yang terberat di kepala jaringan lembah terpadat. "Kepadatan drainase mereka bervariasi dalam cara yang Anda harapkan dari respons kompleks presipitasi ke topografi," kata Scanlon. "Kami dapat mengkonfirmasi itu dengan cara yang cukup solid."
Parameter atmosfer yang digunakan dalam GCM didasarkan pada model sirkulasi umum komprehensif baru yang memprediksi iklim dingin, sehingga presipitasi yang dimodelkan dalam penelitian ini adalah salju. Tapi salju ini bisa saja mencair oleh kondisi pemanasan episodik untuk membentuk jaringan lembah, dan memang beberapa curah hujan bisa jadi hujan selama periode ini, kata Scanlon dan Head.
Dari Mars Reconnaissance Orbiter | Pemodelan tambahan mungkin menentukan seberapa cepat salju Mars bisa meleleh dan apakah pencairan salju saja bisa mengukir lembah.
"Langkah selanjutnya adalah melakukan pemodelan snowmelt," katanya. “Pertanyaannya adalah seberapa cepat kamu bisa melelehkan tumpukan salju raksasa. Apakah kamu butuh hujan? Apakah mungkin untuk mendapatkan debit yang cukup hanya dengan pencairan salju? "
Dengan pengetahuan dari penelitian ini bahwa curah hujan penting dalam mengukir lembah, jawaban atas pertanyaan-pertanyaan tambahan itu dapat memberikan wawasan penting tentang iklim di Mars miliaran tahun yang lalu.
Melalui Universitas Brown