הגילוי של ערוצי נהר עתיקים במאדים, והאפשרות שהיו בו אוקיינוסים קדומים, מעוררים שאלות מסקרנות על מאדים ועל הפלנטה שלנו. כדי שיהיו נהרות וימים, האקלים בעבר היה צריך להיות שונה. למה השתנה האקלים? איך נראה האקלים הקדום של מאדים? האם מאדים היה ראוי לחיים, והאם אכן חיו בו יצורים? האם אותו דבר יכול לקרות לפלנטה שלנו? אלה שאלות מרתקות, שאפשר לחקור בעזרת הנתונים של החלליות ורכבי החקר שפועלים היום.
פני מאדים היום קרים ויבשים – מדבר קפוא. הטמפרטורה של האוויר הדליל נעה בין מינוס 86 מעלות צלזיוס (187 קלווין) בלילה למינוס 29 מעלות (244 קלווין) באחר צהריים טיפוסי. אבל הקרקע האדומה חמה יותר, כי היא בולעת את אור השמש, שעובר ברובו דרך האוויר הדליל בלי להיבלע בו. באחר צהריים טיפוסי בקיץ, הקרקע יכולה להתחמם הרבה מעל נקודת הקיפאון. במאדים של היום לא יכולים להתקיים מים נוזליים: ברוב האזורים הלחץ האטמוספירי נמוך כל כך, שמים נוזליים אינם יציבים. האטמוספירה של מאדים דלילה כל כך, שהלחץ על פני השטח הוא רק כ-0.7% מהלחץ בגובה פני הים בכדור הארץ. מים בסיר פתוח היו מתאדים מיד (או, ליתר דיוק, רותחים בטמפרטורה נמוכה, כפי שהיה קורה בגובה של כ-30 קילומטרים מעל כדור הארץ), או קופאים. אם בעבר היו במאדים כמויות גדולות של מים נוזליים, פירוש הדבר כנראה שהלחץ האטמוספירי היה אז גבוה יותר, ואולי גם הטמפרטורות היו גבוהות יותר.
איש אינו יודע למה השתנה האקלים של מאדים. מספר מכתשי הפגיעה שנמצאים על ערוצי הנהר מראה שהערוצים בני מיליארד שנים לפחות, ורובם כנראה בני יותר משלושה וחצי מיליארד שנים. האטמוספירה היום דלילה מאוד, ועשויה ברובה מפחמן דו-חמצני (95% מהנפח). אבל מדידות כימיות מרמזות שבראשית ימיו של מאדים פלטו הרי הגעש כנראה הרבה יותר פחמן דו-חמצני ממה שיש היום – מספיק כדי ליצור לחץ אטמוספירי של 30% ויותר מהלחץ אצלנו, לעומת 0.7% בלבד היום. לכן ייתכן שבראשית ימיו הייתה למאדים אטמוספירה צפופה יותר, שאבדה בהדרגה: הגזים דלפו לחלל בגלל כוח המשיכה החלש של הפלנטה הקטנה, ורוח השמש שחקה את האטמוספירה אחרי שמאדים איבד את השדה המגנטי שלו (כפי שמדדה החללית מייבן). לצערנו, הסיפור על מאדים חם ורטוב יותר בעבר עדיין אינו מתיישב לגמרי. גם עם אטמוספירה עבה יותר, פני מאדים מקבלים פחות חום מפני כדור הארץ. מודלים של האקלים אינם מצליחים להגיע לטמפרטורה ממוצעת מעל 0 מעלות צלזיוס בשום שלב בתולדות מאדים. לא ברור אם זו רק מגבלה של המודלים, בעיה של נתונים חסרים או פגם בהשערה.
מדענים הציעו כמה תיאוריות כדי להסביר את שינויי האקלים במאדים. לפי חלק מהתיאוריות, "התקופה הרטובה" הייתה אולי קצרה ומוגבלת. ייתכן שחום מפנים הפלנטה או אנרגיה תרמית מפגיעות המיסו קרח במקומות מסוימים במאדים, ויצרו נהרות ואגמים קצרי ימים. תיאוריות אחרות, המבוססות על ניתוח התנועה של הפלנטה במסלולה, מציינות שזווית הנטייה של ציר הסיבוב של מאדים משתנה מאוד. בתנאים מסוימים היא מגיעה ל-46 מעלות ויותר. אולי בתקופות קצרות בעבר, כשהקוטב היה נטוי לכיוון השמש יותר מתמיד, נמסו כיפות הקרח בקטבים לגמרי בקיץ. ההפשרה הזו הייתה משחררת כמויות גדולות של מים אל פני השטח ושל פחמן דו-חמצני אל האוויר, ואולי יוצרת נהרות ואטמוספירה עבה וחמה יותר. אפקט חממה מתון של הפחמן הדו-חמצני אולי העלה את הטמפרטורות, ואולי האריך את זרימת המים הנוזליים. כדי לפתור את התעלומה של הנהרות והאקלים הקדומים של מאדים יידרשו כנראה משימות עתידיות, והפתרון עשוי ללמד אותנו הרבה על התפתחות האקלים של פלנטות.
במשך מאות שנים האמינו בני האדם שהסביבה של פלנטה אינה משתנה. שייקספיר, למשל, כתב: "העולם כולו במה, וכל הגברים והנשים רק שחקנים". המשורר התייחס לכדור הארץ כאל תפאורה קבועה לנצח. מהמחקר הפלנטרי למדנו שהאקלים של פלנטה אינו קבוע לאורך תולדות מערכת השמש. כדור הארץ הקדום היה חם כל כך, שהוא היה עטוף באדים. האוקיינוסים יכלו להתעבות רק אחרי שהפלנטה התקררה לאט. שינוי גלובלי קיצוני נוסף באקלים של כדור הארץ התרחש כשהתפתחו החיים הקדומים, והכניסו לאטמוספירה כמויות גדולות של חמצן. אנחנו יודעים גם שהאקלים של כדור הארץ השתנה בתקופות הקרח, ולאחרונה גם בהשפעת הטכנולוגיה האנושית. האקלים של מאדים השתנה באופן קיצוני עוד יותר. אולי פלנטות אינן תפאורה יציבה לחיים, כפי שחשב שייקספיר – אולי הפלנטה עצמה היא שחקנית פעילה בסיפור.
→ הסעיף הקודם: 6.19 כיפות הקוטב של מאדים | הסעיף הבא: 6.21 טרפורמינג של מאדים ←