Gas Baru & Jejak Kehilangan Air di Mars

Pengorbit ExoMars TGO (Trace Gas Orbiter) berhasil menemukan gas jenis baru di Mars dan bagaimana planet ini kehilangan air. 

Mars. Berbagai misi dikirimkan ke Mars untuk mempelajari planet ini. Tiga misi terakhir baru saja sukses tiba di Mars dan memulai pekerjaannya. Mengambil data untuk mempelajari planet Mars. Tujuan utamanya untuk mencari jejak kehidupan di planet merah tersebut.

Selain tiga misi yang baru saja tiba, Mars memang sudah menjadi tuan rumah bagi pengorbit, pendarat, maupun robot penjelajah yang dikirim sejak tahun 60-an. Yang dicari oleh para penjelajah Mars ini adalah mencari gas atmosferik yang terkait dengan aktivitas biologi dan geologi.  

Selain itu, misi yang aktif juga mencari jejak air. Mars saat ini memang merupakan planet tandus dan kering. Tapi, hasil pengamatan dari orbit maupun dari permukaan Mars mengindikasikan jejak air di masa lalu. 

Diduga air di permukaan memang sudah lama kering. Meskipun demikian, air masih ada di Mars dalam bentuk es di area kutub. Diduga, air dalam wujud cair juga masih tersimpan di bawah permukaan. Penemuan misi Mars ini dibutuhkan untuk memahami penyimpanan air di Mars baik dulu maupun sekarang. 

Jadi, jika Mars memang laik huni, maka jika Mars punya waduk, akankah misi berawak di masa depan bisa mengakses waduk tersebut. Ini penting karena kehidupan di Bumi membutuhkan air.

Pengorbit ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) yang memantau planet ini berhasil menemukan senyawa kimia baru yang membantu kita memahami perubahan musim dan interaksi gas di permukaan dan atmosfer Mars. 

Gas Baru di Mars

Hidrogen klorida atau HCl. Untuk pertama kalinya gas ini ditemukan di Mars dan merupakan gas halogen pertama yang ditemukan di atmosfer Mars. 

Sesuai namanya, hidrogen klorida terdiri dari atom hidrogen dan klorin. Penemuan klorin ini penting karena gas yang mengandung klorin atau sulfur merupakan indikasi aktivitas vulkanik. Tapi, untuk kasus di Mars, sepertinya klorin yang ditemukan berasal dari sumber berbeda. Ini karena gas hidrogen klorida ditemukan di lokasi yang jauh dan pada saat bersamaan, gas-gas lain yang mengindikasikan aktivitas vulkanik tidak ditemukan.

Apa yang terjadi? 

Tampaknya musim badai debu punya peran penting dalam interaksi dari permukaan dan atmosfer yang menghasilkan gas halogen. 

Prosesnya sebenarnya mirip dengan yang terjadi di Bumi.  Garam laut (sodium klorida) yang menempel pada debu permukaan Mars dibawa ke atmosfer oleh angin. Garam yang ada di permukaan Mars yang berdebu merupakan sisa penguapan lautan di planet ini. 

Cahaya Matahari yang menghangatkan atmosfer menyebabkan debu dan air yang menguap dari tudung es di kutub Mars naik ke atmosfer. Debu yang mengandung garam laut bertemu dan bereaksi dengan air di atmosfer sehingga klorin terurai. Klorin yang terurai kemudian berinteraksi dengan molekul mengandung hidrogen dan akhirnya terikat membentuk hidrogen klorida. 

Reaksi selanjutnya cukup menarik. Klorin atau debu hidroklorik kaya-asam ini kembali ke permukaan dalam bentuk perklorat, garam yang terbentuk dari oksigen dan klorin. 

Jadi uap air dibutuhkan untuk mengurai klorin dan butuh hidrogen dari molekul air untuk membentuk hidrogen klorida. Lagi-lagi air memegang peran yang luar biasa penting. 

Satu hal menarik yang diamati TGO, ketika aktivitas debu meningkat, jumlah hidrogen klorida di atmosfer juga bertambah. Peristiwa ini pertama kali diketahui saat terjadi badai debu pada tahun 2018. Pada saat itu hidrogen klorida meningkat dengan cepat di belahan utara dan selatan dan ketika badai debu berakhir gas ini juga menghilang. Pada musim badai berikutnya, ternyata terjadi peningkatan lagi pada gas HCl.

Analisis awal menunjukan kalau peningkatan dan penurunan HCl yang tajam terkait erat dengan apa yang terjadi di permukaan Mars. Dalam hal ini terjadinya badai debu saat musim panas di belahan selatan. 

Apa yang sebenarnya terjadi masih harus diteliti lebih lanjut untuk mengonfirmasi analisis tersebut. Akan tetapi, penemuan HCL merupakan tonggak penting ExoMars TGO dalam mengeksplorasi Mars.

Uap Air dan Evolusi Iklim

Hasil pengamatan TGO tidak hanya menemukan gas baru. Pengorbit milik Eropa ini berhasil memperbarui pemahaman tentang kehilangan air di Mars. Rupanya ini proses musiman juga.  

Mars pernah punya lautan yang mengalir di permukaannya. Buktinya bisa ditemukan pada lembah dan jejak aliran sungai kuno yang mengering. 

Air di Mars masa kini berwujud es di kutub dan terkubur di bawah permukaan. Meski demikian, masih ada air dalam bentuk hidrogen dan oksigen yang terlepas dari atmosfer Mars. 

Untuk memahami evolusi iklim Mars, TGO mempelajari sifat musiman maupun jangka panjang dari potensi waduk air di Mars. Yang dipelajari adalah rasio perbandingan uap air dan hidrogen berat yakni deuterium (²H). Rasio D/H menjadi alat ukur untuk mengetahui sejarah Mars, termasuk kehilangan air dari waktu ke waktu. 

Hasil pengukuran TGO memperlihatkan ada variasi tajam rasio D/H ketika air naik dari lokasi keberadaannya, seiring perubahan ketinggian dan musim. Data dari seluruh waduk di Mars memperlihatkan kalau rasip D/H enam kali lebih besar dari Bumi. Itu artinya, seiring waktu, ada sejumlah besar air yang lepas dari Mars.

Data pengamatan menunjukkan ada 3 peristiwa yang mempercepat kehilangan air dari tahun 2018 sampai 2019. Yang pertama, badai debu global tahun 2018, badai regional yang intens pada Januari 2019, dan lepasnya air dari tudung es di kutub selatan saat musim panas. Uap air dalam jumlah cukup besar yang naik ke atmosfer saat musim panas di selatan diperkirakan sebagai penyelia air di atmosfer teratas.

Tentu saja jawaban pastinya masih harus ditelusuri lewat pengamatan lebih lanjut oleh TGO maupun kolaborasi dengan MAVEN, pengorbit NASA. Akan tetapi untuk saat ini, tampaknya musim panas di belahan selatan merupakan tersangka utama lepasnya air di atmosfer dan penemuan hidrogen klorida.