ما سواحل باستانی را مشاهده می کنیم که حجم بزرگی از آب مایع را در خود جای داده اند، اما فعالیت فرسایشی کمی به شکل رودخانه‌ها یا دره‌ها وجود دارد. ما رسوب سنگی ناشی از سونامی‌هایی را که در گذشته رخ داده است مشاهده می‌کنیم، اما در صورت یخ زدگی کامل اقیانوس، وقوع سونامی امکان پذیر نبود. این پارادوکس مورد بحث بسیاری از مطالعات علوم سیاره‌ای بوده است.

چه توضیحاتی را می توان برای این تفاوت‌ها  ارائه داد ؟ وجود یک اقیانوس مایع در صورتی که دما درست بالاتر از نقطه انجماد یعنی ۴.۵ درجه سانتیگراد بود، امکانپذیر بود. در ابتدا به نظر می‌رسد یک انحصار متقابل واضح بین گرم و مرطوب و سرد و خشک وجود دارد. شرایط مریخ در چند میلیارد سال پیش در دوره‌ای که به هسپرین (Hesperian) معروف است می‌توانست یکی از این دو باشد.

بیشتر بخوانید

• کشف یک گودال غول پیکر که در داخل آن یک جنگل است

شاید یک راه حل ممکن برای حل این معما سرد و مرطوب بودن آب و هوا باشد. اما مطالعاتی که تاکنون انجام شده نشان داده اند که چنین امکانی وجود نداشت. یک بررسی در سال ۲۰۱۶ استدلال کرد که آب و هوای دوره باستانی مریخ به دلیل تابش کم خورشید تا حد زیادی سرد بوده و بنابراین نمی‌توانست اقیانوس را شکل دهد. از سوی دیگر، مطالعه دیگری در سال ۲۰۲۱ نشان داد که این سیاره یک مکانیسم گرمایشی داشته که مستعد ایجاد دریاچه‌ها و رودخانه‌ها بوده است.

اما در مطالعه اخیر ۲۰۲۲، اشمیت و همکارانش آب و هوای گذشته مریخ را با استفاده از یک مدل سه بعدی که بر اساس مدل آب و هوای زمین بود، بازسازی کردند. آن‌ها در این مدل قادر به تخمین تعامل بین جو و گردش اقیانوس و همچنین آب‌های سطحی بودند. علاوه بر این، آن ها در این مدل این واقعیت را در نظر گرفتند که روشنایی خورشید ۷۹ ٪ از امروز بیشتر بوده است. در این مطالعه  سیل یخبندان، یعنی رواناب مذاب شده یخبندان به اقیانوس نیز در نظر گرفته شد.

سرانجام مشخص شد که در سناریوی سرد و مرطوب، میانگین دمای سطح جهانی زیر صفر درجه سانتیگراد است. اما دمای سطح اقیانوس شمالی ۷ درجه سانتیگراد و بسیار بالاتر از نقطه انجماد است. از سوی دیگر، درئیس حالی که نیمکره جنوبی زیر پوششی از یخ قرار دارد؛ بنابراین احتمال وجود یک اقیانوس در نیمکره شمالی سیاره سرخ به چند دلیل ارائه شد.

اول، در حالی که میانگین دمای سطح برای کل سیاره بسیار کمتر از ۰ درجه سانتیگراد است، اقیانوس به دلیل ارتفاع کم آن، بالای نقطه انجماد باقی می‌ماند. عامل مؤثر دیگر گردش اقیانوس است که گرما را منتقل می‌کند. دلیل دیگر دمای بالای نقطه انجماد را باید در ترکیب شیمیایی جو مریخ جست و جو کرد زیرا اتمسفر مریخ هنوز هم دی اکسید کربن دارد.

اما اگر مریخ دارای اقیانوس مایع بوده پس این حجم از آب آن کجاست؟ در یک فرضیه، احتمال شکسته شدن مولکول‌های آب به هیدروژن و اکسیژن و در نهایت پرتاب شدن آن به فضا مطرح شد. همچنین، یک مطالعه که در سال ۲۰۲۱ انجام شد استدلال کرد که آب مریخ باستانی یا به صورت یخ در زیر سطح وجود دارد یا در فرآیند‌های تشکیل سنگ و مواد معدنی مصرف شده و پوسته بسیار هیدراته را شکل داده است.