Memetakan Es di Permukaan Mars

Untuk pertama kalinya para ilmuwan menemukan bahwa es air terbentang dengan kedalaman yang beragam pada area dengan luas terbatas di permukaan Mars. Sejumlah besar citra detail yang menggambarkan es bawah tanah di planet tersebut berperan penting dalam penemuan ini. Penelitian ini telah dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Nature pada 3 Mei 2007.

“Kami menemukan bahwa lapisan teratas dari tanah Mars memiliki pengaruh besar pada es air di bawah tanah,” demikian diungkapkan oleh Joshua Bandfield, spesialis riset dari School of Earth and Space Exploration di Arizona State University (ASU), dan penulis tunggal dari paper penelitian tersebut.

Penemuan ini dicapai berkat data yang dikirimkan ke Bumi oleh perangkat yang disebut Thermal Emission Imaging System (THEMIS) yang dibawa oleh wahana milik NASA, Mars Odyssey yang sedang mengorbit di Mars. THEMIS adalah sebuah kamera canggih yang mampu mengambil citra dalam 5 panjang gelombang visual dan 10 lainnya pada modus pengindera panas (heat-sensing) pada panjang gelombang inframerah. Dalam panjang gelombang inframerah, THEMIS dapat menjejak permukaan hingga area selebar 100 meter.

Hasil ini didapat melalui citra inframerah dari sejumlah daerah di permukaan Mars, masing-masing di koordinat lintang 60 hingga 80 derajat utara dan selatan. “Daerah-daerah tersebut adalah tempat dimana es bawah tanah diketahui eksis,” jelas Bandfield.

Es air yang berada dalam kedalaman yang dangkal pertama kali dideteksi dan dipetakan oleh perangkat Gamma Ray Spectrometer (GRS) yang juga dibawa oleh pengorbit Mars Odyssey. Namun, seperti yang dicatat oleh Bandfield, “Area terkecil yang mampu dideteksi oleh GRS adalah selebar 300 mil, atau sekitar 500 kilometer.” Perangkat THEMIS dengan kapabilitasnya untuk mengindera panas menjadi alat yang lebih handal bagi para ilmuwan dalam mencari es terpendam di planet tersebut.

Citra “false colors” ini diambil menggunakan perangkat THEMIS, menunjukkan kedalaman lapisan es dibawah permukaan tanah Mars. Warna biru menunjukkan kedalaman 5 cm, sementara merah menunjukkan es dengan kedalaman lebih dari 18 cm. (Gambar: NASA/JPL/Arizona State University)

“Para ilmuwan telah mengetahui semenjak lebih dari satu dekade lalu bahwa terdapat air di permukaan Mars, kebanyakan dalam bentuk es,” jelas Philip Christensen dari Mars Space Flight Facility, di ASU. Christensed adalah Profesor sains geologi di ASU yang merancang perangkat THEMIS namun tidak ikut serta dalam riset ini.

Christensen menambahkan, “GRS dapat menjejak hingga kedalaman satu meter, namun memiliki wilayah cakupan yang besar. Kebanyakan spektrometer inframerah dapat mendeteksi es di permukaan serta sejumlah kecil es di kedalaman beberapa milimeter. Perangkat THEMIS yang sangat sensitif terhadap gelombang panas dapat menembus hingga kedalaman beberapa inci.”

Pendekatan yang dipakai Bandfield adalah memanfaatkan THEMIS sebagai termometer untuk mengukur seberapa cepat perubahan temperatur di permukaan Mars selama musim semi, panas, dan gugur di planet tersebut. Sifat-sifat tanah permukaan tersebut, menurutnya, “Menunjukkan perbedaan mengenai seberapa dalam es yang ada.”

Sebagaimana dijelaskan Bandfield, daerah dengan lebih banyak batuan di permukaannya “Memompa sejumlah besar panas ke dalam tanah dan meingkatkan kedalaman dimana Anda dapat menemukan es yang stabil.” Sebaliknya, daerah yang berdebu cenderung mengisolasi es, dan membuatnya bertahan lebih dekat ke permukaan. “Kedua material permukaan ini — batu dan debu — sangat berbeda di tiap tempat, menghasilkan distribusi es bawah tanah yang kurang merata.”

Model komputer membantunya untuk menginterpretasikan observasi ini. Sebagai hasilnya, “Di satu daerah, es air dapat ditemui pada kedalaman sekitar satu inci, namun di daerah lainnya, es dapat berada hingga beberapa kaki dibawah permukaan.”

Bandfield mencatat bahwa hasil ini sesuai dengan model cuaca jangka panjang untuk Mars. Hal ini menunjukkan bahwa planet tersebut pernah menjadi lebih hangat maupun lebih dingin di masa lampau, sama halnya dengan siklus glasial di Bumi.

Fakta-fakta yang ditemui dalam penelitian ini menunjukkan bahwa es bawah tanah di Mars merespon siklus iklim di Mars. Sebagai implikasinya, es air di permukaan dapat bertukar tempat dengan uap air di atmosfir seiring dengan berubahnya iklim. Pengukuran oleh THEMIS mendukung prediksi penelitian sebelumnya bahwa terdapat siklus air yang aktif di permukaan planet tersebut.

Pada Agustus 2007 mendatang, NASA akan meluncurkan wahana Phoenix, sebuah misi yang dirancang untuk mengambil sampel es bawah tanah di Mars secara langsung. Phoenix adalah wahana pendarat tak-bergerak yang akan ditempatkan pada daerah lintang tinggi di hemisfer utara Mars. Selanjutnya, wahana tersebut akan menyingkap es yang terkubur dengan menyiduk tanah Mars. Setelah mengambil sampel es, Phoenix akan menganalisis kualitasnya sebagai habitat yang memungkinkan untuk kehidupan mikrobial. (www.astronomy.com)