ข่าวดีสำหรับมนุษยชาติ ผลวิจัยชี้ธารน้ำแข็งดาวอังคารส่วนใหญ่คือ "น้ำแข็งบริสุทธิ์"

ผลการวิจัยใหม่ล่าสุดอาจเป็นข่าวดีสำหรับผู้ที่ใฝ่ฝันจะตั้งถิ่นฐานบนดาวอังคารในอนาคต เนื่องจากงานวิจัยชี้ว่าธารน้ำแข็งที่ปกคลุมอยู่บนเนินเขาของดาวเคราะห์สีแดงนั้น ส่วนใหญ่ประกอบด้วย น้ำแข็งบริสุทธิ์ ซึ่งอาจเป็นแหล่งทรัพยากรที่สำคัญสำหรับนักสำรวจในอนาคต

ทำไมนักวิจัยจึงเชื่อว่าเป็น "น้ำแข็งบริสุทธิ์"

การค้นพบนี้ขัดแย้งกับแนวคิดก่อนหน้าที่ว่าธารน้ำแข็งเหล่านี้อาจมีหินดาวอังคารปะปนอยู่เป็นจำนวนมาก โดยทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติได้ใช้เครื่องมือเรดาร์ตื้น (SHARAD) บนยานอวกาศ Mars Reconnaissance Orbiter ของนาซาที่โคจรรอบดาวอังคาร สำรวจองค์ประกอบของธารน้ำแข็ง 5 แห่ง บนดาวอังคาร

นักวิจัยนำข้อมูลมาทำการวิเคราะห์ความเร็วของคลื่นเรดาร์ที่เดินทางผ่านชั้นน้ำแข็งและความเร็วในการกระจายพลังงาน ซึ่งสามารถบ่งบอกถึงอัตราส่วนของหินต่อน้ำแข็งได้อย่างแม่นยำ

โอเดด อาฮารอนสัน (Oded Aharonson) หนึ่งในผู้ร่วมวิจัย กล่าวว่าทีมงาน "พบความบริสุทธิ์ที่สม่ำเสมออย่างน่าประหลาดใจ" ในธารน้ำแข็งทุกแห่งที่สำรวจ โดยคาดว่ามีสัดส่วนของ น้ำแข็งสูงถึง 80% หรือมากกว่า ซึ่งอยู่ใต้ชั้นฝุ่นหรือหินที่ปกคลุมอยู่

ไอแซก สมิธ (Isaac Smith) ผู้ร่วมเขียนงานวิจัยอีกท่านหนึ่ง ชี้ว่างานวิจัยในอดีตมักใช้เทคนิคที่แตกต่างกันในสถานที่ต่างกัน ทำให้ผลลัพธ์ที่ได้ไม่สามารถนำมาเปรียบเทียบกันได้โดยตรง แต่การศึกษานี้พบว่าองค์ประกอบของธารน้ำแข็งมีความคล้ายคลึงกันอย่างน่าทึ่ง แม้จะอยู่ในซีกโลกตรงข้ามกันก็ตาม ซึ่งบ่งชี้ว่ากระบวนการก่อตัวและรักษาสภาพน้ำแข็งนั้นน่าจะมีความสอดคล้องกันทั่วทั้งดาวอังคาร

เครื่องมือเรดาร์ตื้น (SHARAD) ทำงานอย่างไร?

เครื่องมือเรดาร์ตื้น SHARAD บนยาน MRO ทำงานโดยการส่งคลื่นวิทยุลงไปยังพื้นผิวดาวอังคารเพื่อสำรวจโครงสร้างใต้ดิน คลื่นเหล่านี้สามารถทะลุผ่านชั้นฝุ่นและหินได้ และจะสะท้อนกลับเมื่อเจอกับชั้นวัสดุที่แตกต่างกัน เช่น ชั้นน้ำแข็งหรือหินแข็งที่อยู่ลึกลงไป

นักวิทยาศาสตร์จะวิเคราะห์เวลาและความแรงของสัญญาณที่สะท้อนกลับมา เพื่อสร้างภาพตัดขวางของชั้นใต้ดิน คล้ายกับการทำอัลตราซาวด์ และจากการวิเคราะห์นี้ นักวิทยาศาสตร์พบว่าคลื่นเรดาร์สามารถเดินทางผ่านธารน้ำแข็งได้โดยมีการรบกวนน้อยมาก และสะท้อนกลับอย่างชัดเจนจากขอบเขตด้านล่าง

สัญญาณดังกล่าวบ่งชี้ว่า ตัวกลางนั้นเป็นเนื้อเดียวกันและมีความบริสุทธิ์สูง หากในน้ำแข็งมีหินปะปนอยู่มาก สัญญาณจะอ่อนลงและกระจัดกระจาย ดังนั้น สัญญาณที่คมชัดจึงเป็นหลักฐานสำคัญว่าธารน้ำแข็งเหล่านี้ คือ "น้ำแข็งบริสุทธิ์" ไม่ใช่หินปนเปื้อน

Schematic view of SHARAD operation on Mars Reconnaissance Orbiter

"น้ำแข็งบริสุทธิ์" ก่อตัวขึ้นได้อย่างไร?

ความบริสุทธิ์ของน้ำแข็งที่ค้นพบ ทีมวิจัยสันนิษฐานว่าน้ำแข็งเหล่านี้น่าจะก่อตัวขึ้นจาก หยาดน้ำฟ้าในชั้นบรรยากาศ หรือการควบแน่นโดยตรงคล้ายน้ำค้างแข็ง มากกว่าที่จะเกิดจากไอน้ำที่แทรกซึมลงไปในดินแล้วแข็งตัว เนื่องจากกระบวนการหลังจะทำให้มีสิ่งเจือปนในระดับที่สูงกว่าที่สังเกตได้

ความเข้าใจเกี่ยวกับน้ำแข็งบนดาวอังคาร?
ก่อนการค้นพบล่าสุดในครั้งนี้ นักวิทยาศาสตร์ทราบแล้วว่าดาวอังคารมีน้ำแข็งในสองรูปแบบหลัก คือ

1. น้ำแข็งที่ขั้วดาว ซึ่งเป็นชั้นน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยทั้งน้ำแข็ง (Water Ice) และน้ำแข็งแห้ง (Dry Ice)

2. น้ำแข็งใต้พื้นดิน ในบริเวณใกล้ขั้วดาว ซึ่งยาน Mars Odyssey ได้ตรวจพบหลักฐาน และต่อมายาน Phoenix Lander ได้ขุดค้นพบและยืนยันการมีอยู่จริงเป็นครั้งแรกในปี 2008

อย่างไรก็ตาม สำหรับธารน้ำแข็งในบริเวณละติจูดกลาง หรือ พื้นที่ระหว่างขั้วดาวกับเส้นศูนย์สูตร ความเชื่อเดิมคือมันน่าจะมันน่าเป็น "ธารน้ำแข็งหิน" ที่มีส่วนผสมของหินและฝุ่นปะปนอยู่เป็นจำนวนมาก ไม่ได้คาดว่าจะเป็นน้ำแข็งที่บริสุทธิ์ การค้นพบใหม่ด้วยเรดาร์ SHARAD จึงเป็นการเปลี่ยนความเข้าใจนี้ และชี้ให้เห็นถึงแหล่งน้ำที่มีคุณภาพดีและเข้าถึงง่ายกว่าที่เคยคาดการณ์ไว้มาก

ทั้งนี้ ทีมวิจัยวางแผนที่จะวิเคราะห์ธารน้ำแข็งแห่งอื่นๆ เพิ่มเติม เพื่อสร้างความเข้าใจที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นเกี่ยวกับแหล่งน้ำอันล้ำค่าบนดาวอังคาร โดยผลการวิจัยนี้ได้รับการเผยแพร่ในวารสาร Icarus เมื่อวันที่ 12 กรกฎาคม

ข่าวที่เกี่ยวข้อง

• การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ใหม่เผย ดาวอังคารเคยเปียกชื้นกว่าที่คิดโดยใช้แบบจำลองสภาพภูมิอากาศใหม่
• งานวิจัยชี้พายุฝุ่นบนดาวอังคารอาจก่อให้เกิดฟ้าผ่าภัยคุกคามยานสำรวจเพอร์เซเวียแรนซ์
• จีนเปิดเที่ยวดาวอังคารกลางทะเลทรายโกบี
• พลังงานนิวเคลียร์ผลิตไฟฟ้ากับอาวุธนิวเคลียร์ มีความเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร?
• เลื่อนปล่อยภารกิจ Ax-4 หลังพบการรั่วของออกซิเจนเหลว (LOx) ขณะตรวจสอบระบบ