Sebuah penelitian mengungkapkan bahwa Mars kuno memiliki tingkat pengisian ulang air tanah yang sangat rendah, menunjukkan bahwa meskipun ada bukti adanya air di permukaannya, sistem air di planet ini sangat berbeda dengan bumi. Temuan ini, yang diperoleh dari berbagai metode pemodelan, menyoroti tantangan dalam memahami masa lalu hidrologi Mars dan memiliki implikasi untuk eksplorasi dan pencarian sumber daya air di masa depan. (Konsep artis.) Kredit: SciTechDaily.com
Penelitian menunjukkan kuno Mars memiliki pengisian ulang air tanah yang minimal, sangat berbeda dengan dinamika air di Bumi, sehingga memengaruhi pemahaman kita tentang iklim dan membantu misi Mars di masa depan.
Mars pernah menjadi dunia yang basah. Catatan geologis Planet Merah menunjukkan bukti adanya air yang mengalir di permukaan – mulai dari delta sungai hingga lembah yang terbentuk akibat banjir bandang besar-besaran.
Namun sebuah studi baru menunjukkan bahwa tidak peduli berapa banyak curah hujan yang turun di permukaan Mars kuno, sangat sedikit yang merembes ke akuifer di dataran tinggi selatan planet tersebut.
Seorang mahasiswa pascasarjana di Universitas Texas di Austin membuat penemuan ini dengan memodelkan dinamika pengisian ulang air tanah untuk akuifer menggunakan berbagai metode – mulai dari model komputer hingga perhitungan sederhana.
Mars dalam warna asli, diambil oleh Misi Mars Emirates pada Agustus 2021. Kredit: Kevin M. Gill
Pengisian Ulang Air Tanah di Mars
Terlepas dari tingkat kerumitannya, hasil yang diperoleh menghasilkan jawaban yang sama – rata-rata pengisian ulang air tanah sebesar 0,03 milimeter per tahun. Artinya, di mana pun hujan turun dalam model tersebut, hanya rata-rata 0,03 milimeter per tahun yang dapat masuk ke akuifer dan masih menghasilkan bentang alam yang tersisa di planet ini saat ini.
Sebagai perbandingan, tingkat pengisian ulang air tanah tahunan untuk akuifer Trinity dan Dataran Tinggi Edwards-Trinity yang menyediakan air ke San Antonio umumnya berkisar antara 2,5 hingga 50 milimeter per tahun, atau sekitar 80 hingga 1.600 kali tingkat pengisian ulang akuifer Mars yang dihitung oleh para peneliti.
Ada berbagai kemungkinan penyebab rendahnya laju aliran air tanah, kata penulis utama Eric Hiatt, seorang mahasiswa doktoral di Jackson School of Geosciences. Saat hujan, sebagian besar air mungkin mengalir ke seluruh lanskap Mars sebagai limpasan. Atau mungkin hujannya tidak terlalu deras.
Implikasinya terhadap Iklim dan Eksplorasi Mars
Temuan ini dapat membantu para ilmuwan membatasi kondisi iklim yang mampu menghasilkan curah hujan di awal Mars. Mereka juga menyarankan rezim air yang sangat berbeda di Planet Merah dibandingkan dengan yang ada di Bumi saat ini.
“Fakta bahwa air tanah bukanlah sebuah proses yang besar, bisa berarti bahwa ada hal-hal lain yang ikut terlibat,” kata Hiatt. “Hal ini mungkin memperbesar pentingnya limpasan air, atau bisa juga berarti bahwa hujan di Mars tidak terlalu banyak. Namun hal ini secara fundamental berbeda dari cara kita berpikir tentang (air) di Bumi.”
Hasilnya dipublikasikan di jurnal Ikarus. Rekan penulis makalah ini adalah Mohammad Afzal Shadab, seorang mahasiswa doktoral di Jackson School dan anggota fakultas Sean Gulick, Timothy Goudge, dan Marc Hesse.
Penulis utama Eric Hiatt, seorang mahasiswa doktoral di UT Austin Jackson School of Geosciences, dengan bola Mars. Kredit: Universitas Texas di Austin / Jackson School of Geosciences
Model yang digunakan dalam penelitian ini bekerja dengan mensimulasikan aliran air tanah dalam lingkungan “steady state” di mana aliran air masuk dan keluar ke akuifer seimbang. Para ilmuwan kemudian mengubah parameter yang mempengaruhi aliran – misalnya, curah hujan atau porositas rata-rata batuan – dan mengamati variabel lain apa yang harus diubah untuk mempertahankan kondisi stabil dan seberapa masuk akal muatan tersebut.
Meskipun peneliti lain telah mensimulasikan aliran air tanah di Mars menggunakan teknik serupa, model ini adalah model pertama yang menggabungkan pengaruh lautan yang ada di permukaan Mars lebih dari tiga miliar tahun lalu di cekungan Hellas, Argyre, dan Borealis.
Studi ini juga menggabungkan data topografi modern yang dikumpulkan oleh satelit. Lanskap modern, kata Hiatt, masih mempertahankan salah satu fitur topografi tertua dan paling berpengaruh di planet ini – perbedaan ketinggian yang ekstrim antara belahan bumi utara – dataran rendah – dan belahan bumi selatan – dataran tinggi – yang dikenal sebagai “dikotomi besar.” Dikotomi ini mempertahankan tanda-tanda upwelling air tanah di masa lalu, yaitu naiknya air tanah dari akuifer ke permukaan. Para peneliti menggunakan penanda geologi dari peristiwa upwelling di masa lalu untuk mengevaluasi keluaran model yang berbeda.
Dari berbagai model yang berbeda, para peneliti menemukan rata-rata tingkat pengisian ulang air tanah sebesar 0,03 milimeter per tahun paling sesuai dengan apa yang diketahui dari catatan geologi.
Penelitian ini bukan hanya tentang memahami masa lalu Planet Merah. Hal ini juga berdampak pada eksplorasi Mars di masa depan. Memahami aliran air tanah dapat membantu menginformasikan di mana menemukan air saat ini, kata Hiatt. Baik Anda mencari tanda-tanda kehidupan purba, mencoba mempertahankan penjelajah manusia, atau membuat bahan bakar roket untuk kembali ke Bumi, penting untuk mengetahui di mana kemungkinan besar air berada.
Referensi: “Isi ulang terbatas akuifer dataran tinggi selatan di awal Mars” oleh Eric Hiatt, Mohammad Afzal Shadab, Sean PS Gulick, Timothy A. Goudge dan Marc A. Hesse, 9 September 2023, Ikarus.
DOI: 10.1016/j.icarus.2023.115774
Penelitian ini didanai oleh NASAInstitut Geofisika Universitas Texas, dan Pusat Keterhunian Planet UT.
