ดาวอังคารนั้นมีพื้นผิวสีแดง นี่คือเรื่องพื้นฐานที่ใคร ๆ ก็รู้เป็นอย่างดี แต่ก่อนเราเชื่อว่าเป็นสนิมของเหล็กบนพื้นผิวของดาวอังคารธรรมดา ๆ แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการวิจัยและพบว่าสีแดงที่เป็นฝุ่นสนิมเหล็กเหล่านี้อาจจะมีกระบวนการเกิดที่ซับซ้อนกว่าที่เราคิดเอาไว้ และอาจบันทึกเรื่องราวการสูญเสียน้ำในอดีตของดวงดาวไว้

ดาวอังคารสามารถจดจำได้ง่ายในท้องฟ้ายามค่ำคืนจากสีแดงที่โดดเด่น ซึ่งเราทราบมานานแล้วว่าสาเหตุที่ดาวอังคารมีพื้นผิวสีแดงก็มาจากสนิมเหล็กที่เป็นฝุ่นผงปกคลุมพื้นผิวของมัน จากการศึกษาผ่านยานสำรวจหลายลำตลอดหลายทศวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่า ธาตุเหล็กในหินของดาวอังคารเหล่านี้ต้องเคยทำปฏิกิริยากับน้ำ (ทั้งรูปแบบของไอน้ำและของเหลว) และออกซิเจนบนดาวอังคาร ซึ่งเป็นลักษณะเดียวกับกระบวนการเกิดสนิมบนโลก

ภาพถ่ายดาวอังคารเต็มดวงที่มีสีแดงสดใสจากยาน Rosetta

จากหลาย ๆ การศึกษาก่อนหน้านี้ได้มีการสรุปข้อมูลออกมาว่าสารสีแดงที่เป็นสนิมเหล็กบนพื้นผิวของดาวอังคารน่าจะเป็นแร่เฮมาไทต์ (Hematite) ซึ่งก่อตัวขึ้นภายใต้สภาพพื้นผิวที่แห้งแล้งผ่านปฏิกิริยากับบรรยากาศของดาวอังคารเป็นเวลาหลายพันล้านปีหลังจากที่ช่วงเวลาที่ดาวอังคารเคยมีน้ำสิ้นสุดลง

อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ล่าสุดที่รวมข้อมูลจากยานสำรวจกับเทคนิคใหม่ในห้องปฏิบัติการชี้ให้เห็นว่า สีแดงของดาวอังคารมีความสอดคล้องกับเหล็กออกไซด์ที่มีน้ำอยู่ในโครงสร้าง เรียกว่าเฟอร์ริไฮไดรต์ (Ferrihydrite) ซึ่งโดยปกติแล้วจะก่อตัวอย่างรวดเร็วเมื่อสัมผัสกับน้ำที่เย็น ดังนั้นจึงต้องเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ดาวอังคารยังมีน้ำของเหลวอยู่บนพื้นผิว

หากเป็นสภาพแวดล้อมบนโลก การเกิดขึ้นของเฟอร์ริไฮไดรต์มักพบได้บ่อยในพื้นที่แหล่งน้ำในเหมืองที่มีแร่ธาตุของเหล็กอยู่สูงหรือในสภาวะที่มีการเร่งปฏิกิริยาโดยแบคทีเรีย

กราฟเปรียบเทียบสีของสาร Ferrihydrite เทียบกับ hematite จะเห็นว่ากราฟเส้นสีของฝั่ง Ferrihydrite นั้นใกล้เคียงกับค่าสีของพื้นผิวดาวอังคารที่ได้จากยานอวกาศลำต่าง ๆ

อโดมัส วาลันตินัส (Adomas Valantinas) นักวิจัยหลังปริญญาเอก ผู้เป็นนักวิจัยหลักของงานนี้ จากมหาวิทยาลัยบราวน์ในสหรัฐฯ กล่าวว่า “เราได้พยายามสร้างฝุ่นจำลองของดาวอังคารในห้องปฏิบัติการโดยใช้เหล็กออกไซด์ประเภทต่าง ๆ และพบว่าเฟอริไฮไดรต์ที่ผสมกับหินบะซอลต์ ซึ่งเป็นหินภูเขาไฟ ให้ผลลัพธ์ที่ตรงกับแร่ธาตุที่ตรวจพบโดยยานสำรวจบนดาวอังคารมากที่สุด” งานวิจัยชิ้นนี้เป็นผลงานสืบเนื่องมาตั้งแต่สมัยที่เขาอยู่มหาวิทยาลัยเบิร์นในสวิตเซอร์แลนด์ ร่วมกับข้อมูลจากยานสำรวจ Trace Gas Orbiter (TGO) ของ ESA

“ดาวอังคารยังคงเป็นดาวแดงเช่นเดิม เพียงแต่ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสาเหตุที่ดาวอังคารเป็นสีแดงได้เปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง ข้อสรุปที่สำคัญคือเฟอร์ริไฮไดรต์สามารถก่อตัวได้ก็ต่อเมื่อยังมีน้ำอยู่บนพื้นผิว ซึ่งหมายความว่ากระบวนการเกิดสนิมของดาวอังคารเกิดขึ้นเร็วกว่าที่เคยคาดการณ์ไว้ นอกจากนี้ เฟอร์ริไฮไดรต์ยังสามารถคงอยู่ภายใต้สภาพปัจจุบันของดาวอังคารได้”

ภาพถ่ายฝุ่นบนดาวอังคารสีแดงสังเคราะห์จากห้องปฏิบัติการของโครงการวิจัย

เคยมีการเสนอความเป็นไปได้ของทฤษฎีเฟอร์ริไฮไดรต์มาแล้วก่อนหน้านี้ ซึ่งหลักฐานจากงานวิจัยล่าสุดและครอบคลุมที่สุดก็ดูเหมือนจะช่วยยืนยันความเป็นไปได้มากยิ่งขึ้น ไม่ว่าจะเป็นข้อมูลของยานที่ลงจอดบนดาวอังคารอย่าง Curiosity, Sojourner และ Opportunity และข้อมูลจากยานบนวงโคจรอย่าง Mars Reconnaissance Orbiter ของ NASA, Mars Express และ Trace Gas Orbiter ของ ESA โดยรวมเข้ากับข้อมูลจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการ

จากหลักฐานใหม่นี้ เราอาจจะยืนยันไม่ได้ว่าสนิมเหล็กสีแดงบนดาวอังคารมีต้นกำเนิดมาจาก เฟอร์ริไฮไดรต์จริงหรือไม่ สิ่งที่สำคัญที่สุดในเวลานี้คือการรอตัวอย่างจากหุ่นยนต์ Perseverance กลับมายังโลกเพื่อศึกษากระบวนการเกิดขี้นของสนิมเหล็กบนดาวอังคารว่าเกิดขึ้นจากสิ่งใดกันแน่ และอาจเป็นสิ่งที่บันทึกขั้นตอนการสูญเสียน้ำของมันในอดีตไว้

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : ESA, NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

พบหลักฐานใหม่สนิมเหล็กบนดาวอังคาร อาจเป็นหลักฐานสำคัญสูญเสียน้ำ