Mars tampak besar dalam imajinasi ilmiah dan fiksi. Dari semua dunia di tata surya, ini adalah satu-satunya dunia yang cukup mirip Bumi untuk dijelajahi dengan peralatan mirip Bumi: Atmosfernya tipis dan transparan, permukaannya kering dan dingin, serta cukup dekat untuk dipelajari secara rutin. Dari lensa mata teleskop, kami telah menyelidiki Planet Merah selama berabad-abad. Dan selama 50 tahun terakhir, kami bahkan telah mengirimkan instrumen untuk melihat lebih dekat.
Namun, secara geologis, hal itu hanya terjadi sebentar saja. Sejarah mendalam Mars masih menjadi misteri.
“Masalah utama yang kita hadapi dalam semua penelitian di Mars adalah kita tidak tahu apa yang terjadi di masa lalu,” kata ilmuwan planet. Eryn Cangi dari Universitas Colorado Boulder.
Para ilmuwan telah menemukan gunung berapi, dasar danau yang mengering, dan tanda-tanda lain bahwa planet ini pernah terlihat sangat berbeda, namun banyak misteri tentang mengapa dan bagaimana planet ini berubah masih belum terpecahkan. Berikut adalah lima kekusutan yang belum terurai oleh para ilmuwan.
1. Mengapa Belahan Bumi Selatan Begitu Besar?
Peta yang dibuat oleh pengorbit Viking pada tahun 1970-an—yang merupakan pendamping pendarat Viking 1 dan Viking 2—menunjukkan bahwa belahan bumi Mars sangat berbeda. “Rata-rata, dataran tinggi bagian selatan memiliki ketinggian 5 kilometer lebih tinggi dibandingkan dataran rendah, dan kerak bumi lebih tebal puluhan kilometer,” kata ahli geofisika planet. James Roberts dari Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins. Belahan bumi selatan yang bopeng juga menonjol dibandingkan belahan bumi utara yang relatif datar. “Untuk alasannya, kami tidak begitu tahu,” kata Roberts.
Lempeng tektonik dapat menjelaskan batas yang begitu tajam jika belahan bumi selatan dan utara berada pada lempeng yang terpisah. Namun data dengan kuat menunjukkan bahwa kerak Mars merupakan satu lempeng, tanpa patahan atau aktivitas tektonik yang cukup kuat untuk menghasilkan apa yang kita amati.
Para peneliti telah mengajukan penjelasan lain, termasuk dampak besar pada awal sejarah tata surya, serupa dengan yang membentuk Bulan kita. Namun, dampak sebesar itu akan meninggalkan jenis cekungan yang belum diidentifikasi oleh para ilmuwan, jelas Roberts, namun hal ini tidak berarti bahwa hipotesis tersebut dikesampingkan.
Alternatifnya, pemanasan di planet ini mungkin saja tidak seimbang. Gumpalan mantel di bawah belahan bumi selatan—mungkin dipicu oleh dampaknya—dapat mendorong ke atas sekaligus menebalkan separuh planet tersebut, yang menjelaskan tingginya ketinggian dan ketebalan kerak bumi. Namun rinciannya sulit untuk dikonfirmasi secara eksperimental.
“Cara untuk melakukannya adalah dengan membangun jaringan seismometer yang sangat besar di lapangan,” kata Roberts. Penyebaran pengamatan secara global dapat membantu menentukan apakah belahan bumi mengalami aktivitas seismik yang berbeda dan mengukur seberapa besar turbulensi geologis planet ini di mana pun, bukan hanya di satu tempat saja. “[The InSight lander] hebat, tapi hanya banyak yang bisa Anda lakukan dengan satu stasiun,” jelasnya.
2. Kemana Hilangnya Semua Air?
Sejak akhir tahun 1990-an, Mars Global Surveyor dan Mars Reconnaissance Orbiter milik NASA serta pengorbit lainnya telah memetakan saluran sungai kering Dan apa yang tampak seperti garis pantai kuno. Rover telah menemukan tanda-tanda lainnya bahwa Mars dulu lebih basah dibandingkan sekarang.
“Kami tidak tahu persis kapan air di permukaan stabil,” kata Cangi. “Kami pikir itu benar sangat awal dalam sejarah Marsnamun kami tidak memiliki cukup poin data untuk memahami caranya [conditions] berubah seiring berjalannya waktu.”
Juga tidak jelas apa yang terjadi dengan semua air itu. Cangi dan peneliti lain mempelajari bagaimana gas keluar dari atmosfer Mars menggunakan hidrogen dan isotop deuteriumnya. Proses-proses ini dapat menjelaskan bagaimana air pertama kali menguap dan kemudian menghilang ke luar angkasa, namun hal tersebut masih sedikit mengungkap kondisi jutaan atau miliaran tahun yang lalu.
Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa pernah ada lautan di dataran rendah belahan bumi utara. Ada pula yang lebih skeptis dan menyatakan bahwa jika kita tidak tahu cara menghilangkan danau dan sungai yang relatif kecil dari Mars, maka akan jauh lebih sulit untuk mengeringkan lautan. Data yang mendukung wilayah perairan yang luas juga terbatas.
“Kita harus melihat bukti garis pantai, [and] itu tidak ada di sana!” kata ilmuwan planet Tanya Harrison dari Institut Bumi dan Planet Kanada yang telah bekerja secara ekstensif dengan data penginderaan jauh dari Mars. “Juga tidak ada bukti apa pun di dataran utara tentang apa yang Anda harapkan akan terjadi [from] endapan dasar laut.”
3. Mengapa Mars Merupakan Bola Es?
Reservoir air terbesar yang diketahui membeku: kriosfer Mars.
“Mars memiliki es yang terkubur di dekat permukaannya dan di permukaan kutubnya,” kata ilmuwan planet tersebut Margaret Landis dari Universitas Colorado Boulder. “Masalahnya adalah kita tidak tahu bagaimana hal itu bisa terjadi, [or] jika endapan kutub bertambah atau berkurang massanya.”
Tudung kutub pertama kali diamati pada abad ke-17, meskipun kemudian dipastikan sebagai es, ketika para ilmuwan mengamatinya tumbuh dan menyusut seiring musim. Pesawat ruang angkasa Mars Odyssey milik NASA dan pendarat Phoenix, yang mendarat di sekitar 68° lintang utara, mengkonfirmasi keberadaan es di bawah permukaan ketika alat penggalian pendarat tersebut menggali material putih yang meleleh.
Untuk memahami sejarah kriosfer, kata Landis, memerlukan studi global seperti yang dilakukan oleh ahli geologi dan klimatologi di Bumi. Itu berarti mengumpulkan inti es, inti batuan, dan sampel lain yang sulit diperoleh di Mars, baik oleh robot atau peneliti manusia.
4. Apakah Ada Metana?
Tidak banyak hal dalam sains yang membuat frustrasi seperti data yang tidak konsisten. Pengorbit Mars Express milik Badan Antariksa Eropa (ESA) pertama kali mengukur metana di atmosfer planet ini pada awal tahun 2000-an. Penjelajah Curiosity NASA kemudian mendeteksi gas di permukaan. Di Bumi, metana umumnya dihasilkan oleh kehidupan, sehingga menemukannya di Mars berpotensi menjadi hal yang sangat menarik.
“Upaya selanjutnya untuk mendeteksi metana dan memahami bagaimana perubahannya dalam skala waktu yang lebih lama belum terlalu berhasil,” kata Cangi, sambil menunjukkan bahwa pesawat ruang angkasa sensitif ESA dan Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter telah gagal menemukan sejumlah besar metana sejak mencapai Bumi. planet pada tahun 2016. “Dari bawah, kita mengira kita melihat metana di permukaan, tapi dari atas, kita tidak melihat apa pun,” Cangi bingung.
Proses nonbiologis juga dapat menghasilkan metana (serpentinisasi adalah salah satu contohnya), jadi menyelesaikan ketidakkonsistenan data tidak akan membantu dalam pencarian bukti kehidupan. Namun, memahami mengapa pengukurannya tidak cocok merupakan prioritas berkelanjutan untuk penelitian Mars.
5. Seberapa Besar Goyangan Planet Ini?
Salah satu kaitan antara misteri-misteri ini adalah kurangnya data tentang kemiringan Planet Merah—seberapa miring sumbu putarnya—yang, pada gilirannya, menentukan seberapa jelas musim-musimnya. Saat ini, kemiringan Mars hampir sama dengan sudut Bumi, namun kedua planet tersebut bergoyang selama miliaran tahun. Kami dapat melacak perubahan yang terjadi di Bumi, namun kami belum memiliki informasi tersebut untuk Mars.
“Kami pikir kemiringannya berubah secara kacau dalam jangka waktu yang sangat lama, [so] Anda tidak bisa memprediksinya,” kata Cangi. “Mungkin Mars berotasi lurus ke atas, mungkin miring, seperti Uranus. Hal ini berdampak besar pada iklim: Jika ada planet yang berputar pada sisinya, maka ada satu sisi yang tidak ada siang hari. [for half the year].”
Namun, siang hari yang panjang mungkin menjelaskan bagaimana Mars dulunya cukup hangat untuk menampung air cair. Namun, hipotesis ini terjadi juga jauh di masa lalu menimbulkan permasalahan tersendiri karena Matahari muda lebih redup dan lebih dingin dibandingkan saat ini.
Mempelajari kapan dan bagaimana suhu Mars hangat memerlukan pengetahuan yang jauh lebih rinci dibandingkan yang dapat diperoleh para peneliti dengan misi permukaan yang ditargetkan saat ini dan di masa depan, termasuk yang dilakukan oleh awak manusia. Dan ada lebih banyak hal yang dipertaruhkan daripada rasa ingin tahu.
“Ini adalah sejarah iklim di planet terestrial lainnya,” kata Landis. Hal ini dapat melipatgandakan pengetahuan kita tentang bagaimana iklim yang berpotensi mirip dengan Bumi berevolusi. “Dalam hal yang lebih mengerikan, bagaimana perubahan iklim di planet terestrial adalah sebuah pertanyaan yang benar-benar memerlukan jawaban yang kuat untuk pengambilan kebijakan di bumi ini. Hal ini memiliki banyak konsekuensi luas di luar pemahaman Mars.”
Artikel ini awalnya diterbitkan oleh Eos.