عوارض سطحی نشان می‌دهند که زمانی آب بر سطح مریخ جاری بوده است

فضاپیماهایی که به دور مریخ گردش می کنند هیچ مدرکی از باران یا آب مایع در هیچ کجای سطح این سیاره پیدا نکرده اند. ولی ویژگی های زیادی پیدا کرده اند که شبیه دریاچه و بستر رود های خشک شده اند. آنان دیده اند الگو های شاخه شاخه و پیچیده و کانال های ظریف که در میان گودال های کف تخت پیچ و خَم خورده اند و نشان می دهند که زمانی آب مایع در سطح مریخ جریان داشته است. چنین کانال های آبی خشک شده ای در سرتاسر سرزمین های مرتفع جنوبی باستانی مریخ کشف شده اند امّا تعدادشان در سرزمین های پست و جوان تر شمالی کم تر است. پس مقدار زیادی از آب در گذشته های دوردست بر مریخ روان بوده است البته نه در گذشته های نزدیک، همچنین تصاویر فضاپیماها شواهدی از سیل های برق آسا به دست می دهند که سال های سال پیش بر سطح مریخ می خروشیده اند. شواهدی نیز از جریان داشتن آب در دوره های زمانی مداوم وجود دارد. همه ی این شواهد بسیار قدیمی هستند، زیرا که امروز آب مایع بر هیچ کجای سطح مریخ وجود ندارد. آب فقط در محدوده ی دمای خاصی به صورت مایع وجود دارد. اگر دما زیادی پایین باشد، آب یخ می زند و اگر زیادی بالا باشد به بخار آب تبدیل می شود. آن چیزی که دمای آب را تعیین می کند فشار جوی برفراز حجم آب است. برای مایع نگه داشتن آب روی مریخ لازم است که هم دما و هم فشار افزایش یابد بنابراین اگر آب مایع مدت های طولانی روی مریخ وجود داشته باشد، جو این سیاره باید گرم تر و ضخیم تر از چیزی بوده باشد که امروز هست.

این سوال برایمان مطرح است : اگر آب زمانی روی مریخ جریان داشته است این آب اکنون کجاست؟

مکان دیگر برای گشتن به دنبال این آب گم شده کلاهک های یخی قطب های مریخ است. فضاپیمای مارینر ۹ در سال ۱۹۷۲ میلادی حین رصد آغاز بهار و تابستان در نیم کره ی شمالی سیاره ی سرخ به این پرسش تا حدودی پاسخ داد. در بهار مریخی کلاهک قطبی شمالی به سرعت آب می رود و لایه ای رقیق از یخ CO2 در نور خورشید تبخیر می شود. البته با فرارسیدن تابستان سرعت این آب شدن ناگهان کاهش می یابد. این نشان دهنده ی این است که لایه ای ضخیم تر و دیرتر آب شونده از یخ آب آن زیر وجود دارد . از آن جایی که ضخامت لایه ی یخ را نمی دانیم میزان یخ آب ذخیره شده در کلاهک های قطبی مریخ هنوز ناشناخته مانده است هر دو نیم کره ی مریخ از عرض جغرافیایی ۵۵ درجه به سوی قطب ها تمرکز بالایی از یخ درست زیر سطح وجود دارد، هر یک کیلوگرم از خاک حدود ۵۰۰ گرم یخ آب دارد. امّا نزدیک تر به استوا این مقدار فقط ۲ تا ۱۰ درصد خاک است. به نظر می رسد که یخ آب هم چنین در لایه ی یخی دائمی در زیر سطح مریخ نیز ذخیره شده باشد. مشابه لایه ی زیر سرزمین های تندرا در گذشته ی دور حرارت ناشی از برخورد یک شهاب واره یا فعالیت های آتش فشانی گاهی اوقات باعث ذوب شدن ناگهانی این یخ زیر سطحی شده است. آن گاه زمین بالای آن فرو می نشسته و میلیون ها تن سنگ آب را با فشار به سطح می فرستاده است. رصد های جدید فضاپیمای ادیسه ی مریخ این ایده را تقویت کرده آب درست زیر مریخ به صورت یخ زده وجود دارد.

می دانیم که پرتوهای کیهانی ذرات زیر اتمی پر سرعتی هستند که از فضای میان ستاره ای وارد منظومه ی شمسی ما می شوند. وقتی پرتوهای کیهانی با خاک مریخ اصابت و به درون آن نفوذ می کنند با هسته ی اتم ها در خاک برخورد می کرده و نوترون ها را بیرون می اندازند. اگر این نوترون های پرتاب شده از محدوده ی یک متری زیر سطح یا همین حدود سرچشمه گرفته باشند می توانند از درون خاک عبور کنند و وارد فضا شوند. هرچند اگر مولکول های آب H2O در خاک وجود داشته باشند هسته های اتم های هیدروژن این آب، نوترون ها را جذب خود می کند و مانع فرار آن ها می شود. ابزاری سوار ادیسه ی مریخ نوترون های آمده از مریخ را آشکار سازی می کند . جایی که این ابزار در تعداد نوترون ها کاستی بیابد جایی است که خاک ، هیدروژن و احتمالا آب دارد . نتایج شمارش نوترون در ادیسه ی مریخ نشان می دهد که مقدار فراوانی آب زیر سطح هر دو کلاهک مریخ وجود دارد. در بررسی های هم چنین مقدار قابل توجهی آب زیر سطح نیز در دو ناحیه در اطراف استوا، در کویر دشت عربیا و ناحیه ای دیگر در آن سوی سیاره کشف شده است. ویژگی های عجیب دیگری نیز در ارتباط با حضور آب روی مریخ وجود دارد، در تعدادی از تصاویر نقشه بردار سراسر مریخ آب راهه هایی دیده می شوند که ظاهرا به سبب جریان یافتن آب از بالا به پائین دیواره های حفره ها و گودال های برخوردی حفر شده اند.

میزان کل آب موجود روی مریخ را نمی دانیم. اما مایکل کار از موسسه ی پژوهش های زمین شناختی آمریکا با بررسی آبراهه های سیلابی در مکان های گوناگون در سراسر مریخ تخمین می زند که میزان آب روی مریخ آن قدر هست که بتواند کل سیاره را تا عمق ۵۰۰ تا ۱۵۰۰ متر بپوشاند. پس با این که میزان کل آب روی مریخ کم تر از زمین است زمانی به قدری بوده که دریاچه ها یا حتی اقیانوس هایی را روی این سیاره شکل داده باشد.

فضاپیمای بعدی فینیکس نام دارد که او یافته های ادیسه ی مریخ را تایید کرده است. او نیز وجود یخ آب روی مریخ را تایید کرد . ابزارهای رایز سوار بر مدارگرد شناسایی مریخ نیز تصاویری گرفت که گذشته ی پر آب مریخ حکایت می کرد. یکی از مهمترین اکتشافات این فضاپیما یافتن شواهدی از چشمه های آب گرم بود شاید در این چشمه ها زمانی حیات بوده است و امروز بتوان فسیل های حیات را در آن ها یافت. دانشمندان با بهره گرفتن از داده های فضاپیماهای نقشه بردار سراسر مریخ ادیسه ی مریخ و مدارگرد شناسایی مریخ رسوباتی از مواد معدنی کلراید یافتند که در سراسر مریخ پخش شده بود. معمولا کلراید آخرین ماده ی معدنی باقی مانده از محلول است. این نشانه ی آن است که رسوبات حاصل تبخیر آب های غنی از مواد معدنی بوده اند، احتمالا چنین دیاچه هایی در نواحی گسترده ای از مریخ پراکنده بوده اند؛ مکانی با مواد کلریدی باید زمانی میزان حیات بوده باشد و شاید در آن ردپایی از حیات باستانی هم باقی مانده باشد. هم چنین سنگ های مریخ به صورت لایه لایه اند و دانشمندان را خوشحال می کند زیرا ساختار لایه لایه احتمالا زیر آب شکل گرفته است.

در سال ۲۰۰۹ میلادی ابزار تصویر بردار طیف سنج جمع و جور CRISM سوار بر مدارگرد MRO در پنج گودال برخوردی روی مریخ آثاری از یخ تازه و خالص یافت. پس از مدتی این یخ ها تبخیر و ناپدید شدند و این نشان می داد که عمق آن ها بسیار کم بوده است و این نشان دهنده ی آن است که شاید اجتماعات آینده بشری روی مریخ بتوانند از منابع گوناگونی آب به دست بیاورند. می توان این یخ را استخراج و سپس ذوب کرد و از آن اکسیژن و هیدروژن تازه برای سوخت موشک ها بدست آورد.