Groundwater on Mars
ભૂતકાળના યુગ દરમિયાન, મંગળ પર વરસાદ અને બરફ હતો; ખાસ કરીને નોઆચિયન અને પ્રારંભિક હેસ્પેરિયન યુગમાં. થોડો ભેજ જમીનમાં પ્રવેશી ગયો અને જળભૃતોનું નિર્માણ કર્યું. એટલે કે, પાણી જમીનમાં ગયું, જ્યાં સુધી તે એવી રચના સુધી પહોંચ્યું ન હતું કે જે તેને આગળ પ્રવેશવા દેશે નહીં (આવા સ્તરને અભેદ્ય કહેવામાં આવે છે). ત્યારબાદ પાણી એક સંતૃપ્ત સ્તર બનાવીને એકઠા થાય છે. ઊંડા જળભૃત હજુ પણ અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે મંગળ ગ્રહ પર ગ્રહ વ્યાપી ભૂગર્ભજળ પ્રણાલી હતી અને ગ્રહ પરની ઘણી અગ્રણી લાક્ષણિકતાઓ ભૂગર્ભજળની ક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થઈ છે. જ્યારે પાણી સપાટી પર અથવા સપાટીની નજીક પહોંચે છે, ત્યારે વિવિધ ખનીજ પદાર્થો જમા થાય છે અને કાંપ એકસાથે સિમેન્ટ બને છે. કેટલાક ખનિજો સલ્ફેટ્સ હતા જે કદાચ ત્યારે ઉત્પન્ન થયા હતા જ્યારે પાણી ભૂગર્ભ ખડકોમાંથી સલ્ફર ઓગળી ગયું હતું, અને પછી જ્યારે તે હવાના સંપર્કમાં આવ્યું ત્યારે તે ઓક્સિડાઇઝ્ડ થઈ ગયું હતું. જળભૃતમાંથી મુસાફરી કરતી વખતે, પાણી અગ્નિકૃત ખડક બેસાલ્ટમાંથી પસાર થતું હતું, જેમાં સલ્ફર હોત. જળભૃતમાં, પાણી ખુલ્લી જગ્યા (છિદ્રોની જગ્યા) ધરાવે છે જે ખડકના કણો વચ્ચે આવેલી હોય છે. આ સ્તર ફેલાઈને આખરે મંગળની મોટાભાગની સપાટીની નીચે આવી જશે. આ સ્તરની ટોચને પાણીનું ટેબલ કહેવામાં આવે છે. ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે મંગળ પરનું જળસ્તર સપાટીથી 600 મીટર નીચે હતું. ઇનસાઇટ લેન્ડર સપ્ટેમ્બર 2019 માં ન સમજાય તેવા ચુંબકીય કઠોળ અને ચુંબકીય ઓસિલેશનને ઊંડા ભૂગર્ભમાં પ્રવાહી પાણીના હાલના ગ્રહ-વ્યાપી જળાશય સાથે સુસંગત છે. સંશોધકોએ તારણ કાઢ્યું છે કે ગેલ ક્રેટરએ ભૂગર્ભજળ રસાયણશાસ્ત્રમાં ફેરફારો સાથે ભૂગર્ભજળમાં ઉછાળાના ઘણા પ્રસંગોનો અનુભવ કર્યો છે. આ રાસાયણિક ફેરફારો જીવનને ટેકો આપશે. સ્તરવાળા ભૂપ્રદેશ લાલ ગ્રહ પરના કેટલાક સ્થળો સ્તરવાળા ખડકોના જૂથો દર્શાવે છે. પેડેસ્ટલ ક્રેટરની પ્રતિરોધક કેપ્સ હેઠળ, ઘણા મોટા અસરવાળા ક્રેટરના માળ પર અને અરેબિયા તરીકે ઓળખાતા વિસ્તારમાં ખડકના સ્તરો હાજર છે. કેટલીક જગ્યાએ સ્તરોને નિયમિત પેટર્નમાં ગોઠવવામાં આવે છે. એવું સૂચવવામાં આવ્યું છે કે આ સ્તરો જ્વાળામુખી, પવન અથવા તળાવ અથવા સમુદ્રના તળિયે રહીને મૂકવામાં આવ્યા હતા. ગણતરીઓ અને અનુકરણો દર્શાવે છે કે ઓગળેલા ખનિજો વહન કરતું ભૂગર્ભજળ એ જ સ્થળોએ સપાટી પર આવશે જ્યાં પુષ્કળ ખડકોના સ્તરો છે. આ વિચારો અનુસાર, ઊંડી ખીણો અને મોટા ખાડાઓ જમીનમાંથી આવતા પાણીને પ્રાપ્ત કરશે. મંગળના અરેબિયા વિસ્તારમાં ઘણા ખાડાઓ સ્તરોના જૂથો ધરાવે છે. આમાંના કેટલાક સ્તરો આબોહવા પરિવર્તનના પરિણામે હોઈ શકે છે. ભૂતકાળમાં મંગળની પરિભ્રમણ ધરીનો ઝુકાવ વારંવાર બદલાયો છે. કેટલાક ફેરફારો મોટા છે. આબોહવાની આ વિવિધતાઓને કારણે, કેટલીકવાર મંગળનું વાતાવરણ ઘણું ગાઢ હોત અને તેમાં વધુ ભેજ હોત. વાતાવરણની ધૂળની માત્રામાં પણ વધારો અને ઘટાડો થયો છે. એવું માનવામાં આવે છે કે આ વારંવારના ફેરફારોએ ખાડાઓ અને અન્ય નીચાણવાળા સ્થળોએ સામગ્રી જમા કરવામાં મદદ કરી હતી. ખનીજ સમૃદ્ધ ભૂગર્ભ જળના વધારાએ આ સામગ્રીને મજબૂત બનાવી છે. આ મોડેલ એવી પણ આગાહી કરે છે કે ખાડો સ્તરવાળા ખડકોથી ભરાયા પછી, ખાડોની આસપાસના વિસ્તારમાં વધારાના સ્તરો નાખવામાં આવશે. તેથી, મોડેલ આગાહી કરે છે કે આંતરખંડીય પ્રદેશોમાં પણ સ્તરો રચાયા હોઈ શકે છે; આ પ્રદેશોમાં સ્તરો જોવા મળ્યા છે. ભૂગર્ભજળની ક્રિયા દ્વારા સ્તરોને સખત બનાવી શકાય છે. મંગળનું ભૂગર્ભ જળ કદાચ સેંકડો કિલોમીટર આગળ વધ્યું હતું અને આ પ્રક્રિયામાં તે જે ખડકમાંથી પસાર થયું હતું તેમાંથી ઘણા ખનિજો ઓગળી ગયા હતા. જ્યારે ભૂગર્ભ જળ કાંપ ધરાવતા નીચાણવાળા વિસ્તારોમાં સપાટી પર આવે છે, ત્યારે પાણી પાતળા વાતાવરણમાં બાષ્પીભવન કરે છે અને ખનિજોને થાપણો અને/અથવા સિમેન્ટિંગ એજન્ટો તરીકે છોડી દે છે. પરિણામે, ધૂળના સ્તરો પાછળથી સરળતાથી દૂર થઈ શક્યા નહીં કારણ કે તેઓ એકસાથે સિમેન્ટ કરવામાં આવ્યા હતા. પૃથ્વી પર, ખનીજ સમૃદ્ધ પાણી ઘણીવાર વિવિધ પ્રકારના ક્ષાર અને અન્ય ખનિજોની મોટી થાપણો બનાવે છે. કેટલીકવાર પાણી પૃથ્વીના જળભૃતમાંથી વહે છે, અને પછી મંગળની ધારણા મુજબ સપાટી પર બાષ્પીભવન થાય છે. પૃથ્વી પર આવું થતું એક સ્થાન ઓસ્ટ્રેલિયાનું ગ્રેટ આર્ટીસિયન બેસિન છે. પૃથ્વી પર રેતીના પથ્થર જેવા ઘણા કાંપવાળા ખડકોની કઠિનતા મોટે ભાગે સિમેન્ટને કારણે છે જે પાણી પસાર થતાં મૂકવામાં આવ્યું હતું. ફેબ્રુઆરી 2019 માં, યુરોપિયન વૈજ્ઞાનિકોએ એક પ્રાચીન ગ્રહ-વ્યાપી ભૂગર્ભજળ પ્રણાલીના ભૌગોલિક પુરાવા પ્રકાશિત કર્યા હતા, જે દલીલપૂર્વક, એક અનુમાનિત વિશાળ મહાસાગર સાથે જોડાયેલા હતા. ક્રોમેલિન ક્રેટરમાં સ્તરો ડેનિયલસન ક્રેટરમાં સ્તરો ઊંધી ભૂપ્રદેશ મંગળ પરના ઘણા વિસ્તારો ઊંધી રાહત દર્શાવે છે. તે સ્થળોએ, ભૂતપૂર્વ પ્રવાહની નહેરો પ્રવાહની ખીણોને બદલે ઊભા પથારી તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. જ્યારે જૂની પ્રવાહની નહેરો ધોવાણ પ્રતિરોધક સામગ્રીથી ભરાઈ જાય છે ત્યારે ઊભા પથારીની રચના થાય છે. પાછળથી ધોવાણ આસપાસના નરમ પદાર્થોને દૂર કરે તે પછી, વધુ પ્રતિરોધક પદાર્થો જે પ્રવાહના પટમાં જમા થયા હતા તે પાછળ રહી જાય છે. લાવા એક એવો પદાર્થ છે જે ખીણોમાંથી નીચે વહી શકે છે અને આવા ઊંધા ભૂપ્રદેશનું ઉત્પાદન કરી શકે છે. જો કે, જ્યારે ખનિજો દ્વારા સિમેન્ટ કરવામાં આવે ત્યારે એકદમ છૂટક સામગ્રી ખૂબ સખત અને ધોવાણ પ્રતિરોધક બની શકે છે. આ ખનિજો ભૂગર્ભજળમાંથી આવી શકે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે ખીણની જેમ નીચું બિંદુ જમીનના પ્રવાહને કેન્દ્રિત કરે છે, તેથી તેમાં વધુ પાણી અને સિમેન્ટ જાય છે, અને આ વધુ પ્રમાણમાં સિમેન્ટેશનમાં પરિણમે છે. જો કે, ભૂગર્ભજળ દ્વારા સિમેન્ટેશન વિના પણ ભૂપ્રદેશ વ્યુત્ક્રમ થઈ શકે છે. જો પવન દ્વારા સપાટીનું ધોવાણ થઈ રહ્યું હોય, તો ધોવાણક્ષમતામાં જરૂરી વિરોધાભાસ માત્ર છૂટક કાંપના અનાજના કદમાં વિવિધતાથી ઉદ્ભવી શકે છે. પવન રેતીને દૂર લઈ જઈ શકે છે પરંતુ કોબલ્સ નહીં, ઉદાહરણ તરીકે, કોબલ્સથી સમૃદ્ધ ચેનલ બેડ ઊંધી પર્વતમાળા બનાવી શકે છે જો તે મૂળરૂપે વધુ સૂક્ષ્મ કાંપથી ઘેરાયેલું હોય, ભલે કાંપ સિમેન્ટ ન હોય. આ અસર સહેકી ખાડામાં નહેરો માટે લાગુ કરવામાં આવી છે. મંગળ પરના સ્થળો કે જે ખાડાઓના તળિયે સ્તરો ધરાવે છે તેમાં ઘણીવાર ઊંધી ભૂપ્રદેશ પણ હોય છે. મંગળ ગ્રહ પર મોકલવામાં આવેલા ભૂગર્ભજળ ઉપર જતા અવકાશયાનના પુરાવાઓએ પૃથ્વી પરના ઘણા ખડકોના સ્તરોનું મુખ્ય કારણ ભૂગર્ભજળ હોવાના પુરાવા પૂરા પાડ્યા છે. ઓપોર્ચ્યુનિટી રોવરે અત્યાધુનિક સાધનો સાથે કેટલાક ક્ષેત્રોનો અભ્યાસ કર્યો હતો. ઓપોર્ચ્યુનિટીના અવલોકનો દર્શાવે છે કે ભૂગર્ભજળ વારંવાર સપાટી પર વધ્યું હતું. સપાટી પર ઘણી વખત પાણી આવવાના પુરાવાઓમાં હેમેટાઇટ કોંક્રિટન્સ (જેને "બ્લુ બેરી" કહેવાય છે), કાંપનું સિમેન્ટેશન, કાંપમાં ફેરફાર અને રચાયેલા સ્ફટિકોના ક્લાસ્ટ્સ અથવા હાડપિંજરનો સમાવેશ થાય છે. હાડપિંજરના સ્ફટિકો ઉત્પન્ન કરવા માટે, ઓગળેલા ખનિજોને ખનિજ સ્ફટિકો તરીકે જમા કરવામાં આવતા હતા, અને પછી જ્યારે વધુ પાણી સપાટી પર આવે ત્યારે સ્ફટિકો ઓગળી જતા હતા. સ્ફટિકોના આકાર હજુ પણ બનાવી શકાય છે. મંગળની સપાટી પર મુસાફરી કરતી વખતે તકને ઘણા સ્થળોએ હેમેટાઇટ અને સલ્ફેટ્સ મળ્યા, તેથી એવું માનવામાં આવે છે કે સમાન પ્રકારની થાપણો વ્યાપક છે, જેમ કે મોડેલ દ્વારા આગાહી કરવામાં આવી છે. ભ્રમણકક્ષાની તપાસ દર્શાવે છે કે ઓપોર્ચ્યુનિટીની આસપાસ ખડકનો પ્રકાર ખૂબ મોટા વિસ્તારમાં હાજર હતો જેમાં અરેબિયાનો સમાવેશ થાય છે, જે લગભગ યુરોપ જેટલો મોટો છે. માર્સ રિકોનિસન્સ ઓર્બિટર પર ક્રિસમ નામના સ્પેક્ટ્રોસ્કોપમાં અરેબિયાના કેટલાક વિસ્તારો સહિત ઉપરના પાણીના નમૂનાએ આગાહી કરી હતી તે જ સ્થળોએ સલ્ફેટ્સ મળી આવ્યા હતા. આ નમૂનાએ વેલેસ મેરિનરિસ ખીણમાં થાપણોની આગાહી કરી હતી; આ થાપણો જોવા મળી છે અને તેમાં સલ્ફેટ્સ હોવાનું જાણવા મળ્યું છે. અન્ય સ્થળોએ ઉપરનું પાણી હોવાની આગાહી કરવામાં આવી છે, ઉદાહરણ તરીકે અંધાધૂંધીના પ્રદેશો અને મોટા પ્રવાહ સાથે સંકળાયેલા ખીણોમાં પણ સલ્ફેટ્સ હોવાનું જાણવા મળ્યું છે. સપાટી પર બાષ્પીભવન કરતા ભૂગર્ભજળનાં આ નમૂના દ્વારા આગાહી કરાયેલા સ્થાનોના પ્રકારોમાં સ્તરો જોવા મળે છે. તેમની શોધ માર્સ ગ્લોબલ સર્વેયર અને હાઈરિસ ઓનબોર્ડ માર્સ રિકોનિસન્સ ઓર્બિટર દ્વારા કરવામાં આવી હતી. જે સ્થળે ઓપોર્ચ્યુનિટી ઊતરી હતી તેની આસપાસ અને નજીકના અરેબિયામાં સ્તરો જોવા મળ્યા છે. પેડેસ્ટલ ક્રેટરની કેપ હેઠળની જમીન કેટલીકવાર અસંખ્ય સ્તરો પ્રદર્શિત કરે છે. પેડેસ્ટલ ક્રેટરની કેપ તેની નીચેની સામગ્રીને ક્ષીણ થવાથી રક્ષણ આપે છે. તે સ્વીકારવામાં આવે છે કે જે સામગ્રી હવે માત્ર પેડેસ્ટલ ક્રેટરની કેપ હેઠળ જોવા મળે છે તે અગાઉ સમગ્ર પ્રદેશને આવરી લેતી હતી. તેથી, એક સમયે આખા વિસ્તારને આવરી લેતા પેડેસ્ટલ ક્રેટર હેઠળ હવે માત્ર સ્તરો દેખાય છે. કેટલાક ખાડાઓમાં સ્તરવાળી સામગ્રીના ઢગલા હોય છે જે ખાડાના કિનારેથી ઉપર પહોંચે છે. ગેલ ક્રેટર અને ક્રોમેલિન (મંગળનો ખાડો) એ બે ખાડા છે જે મોટા ટેકરા ધરાવે છે. આ નમૂના અનુસાર, આવા ઊંચા ટેકરા એવા સ્તરો દ્વારા રચાયા હતા જે પહેલા ખાડોને ભરી દેતા હતા અને પછી આસપાસના પ્રદેશની આસપાસ બાંધવાનું ચાલુ રાખતા હતા. પાછળથી ધોવાણથી ખાડોની આસપાસની સામગ્રી દૂર થઈ ગઈ, પરંતુ ખાડામાં એક ટેકરો છોડી ગયો જે તેના કિનારે કરતાં ઊંચો હતો. નોંધ કરો કે આ મોડેલ અન્ય વિસ્તારોમાં (ઉત્તરીય નીચાણવાળા પ્રદેશો) સ્તરો ઉત્પન્ન કરવા જોઈએ તેવી ઉપરની તરફ અને બાષ્પીભવનની આગાહી કરે છે, તેમ છતાં, આ વિસ્તારો સ્તરો દર્શાવતા નથી કારણ કે સ્તરો લાંબા સમય પહેલા પ્રારંભિક હેસ્પેરિયન યુગમાં રચાયા હતા અને તેથી પછીથી થાપણો દ્વારા દફનાવવામાં આવ્યા હતા. ફેબ્રુઆરી 2019 માં યુરોપિયન વૈજ્ઞાનિકોના એક જૂથ દ્વારા ઊંડા ખાડાઓમાં ભૂગર્ભજળથી તળાવો બનાવવાના મજબૂત પુરાવાઓનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું. તપાસવામાં આવેલા ક્રેટર્સે ઇનલેટ્સ અથવા આઉટલેટ્સ દર્શાવ્યા ન હતા; તેથી, તળાવ માટેનું પાણી જમીનમાંથી આવ્યું હોત. આ ખાડાઓના માળ મંગળની 'દરિયાની સપાટી' થી આશરે 4000 મીટર નીચે આવેલા હતા. આ ખાડાઓના માળ પરના લક્ષણો અને ખનિજો માત્ર પાણીની હાજરીમાં જ બની શક્યા હોત. કેટલીક વિશેષતાઓ ડેલ્ટા અને ટેરેસ હતી. અભ્યાસ કરાયેલા કેટલાક ખાડાઓમાં ઓયામા, પેટિટ, સાગન, ટોમ્બૉગ, મેકલાફલિન, ડુ માર્થેરે, નિકોલ્સન, ક્યુરી અને વાહૂ હતા. એવું લાગે છે કે જો ખાડો પૂરતો ઊંડો હોય, તો જમીનમાંથી પાણી બહાર આવ્યું અને તળાવ બન્યું. પગપાળા ખાડાઓ પણ જુઓ સંદર્ભો મંગળ પરના પાણીના જળાશયો