Share

MAVEN szacuje jak dużo atmosfery utracił Mars

Wiatr słoneczny i promieniowanie odpowiedzialne są za odzieranie Marsa z atmosfery i zamianę planety, która mogła być przyjazna dla życia miliardy lat temu w mroźną pustynną planetę, którą możemy badać obecnie – wskazują najnowsze wyniki badań przeprowadzonych przez sondę MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission) .

Ustaliliśmy, że większość gazu tworzącego kiedyś atmosferę Marsa uciekła w przestrzeń kosmiczną – mówi Bruce Jakosky, główny badacz misji MAVEN oraz profesor w Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP). Zespołowi udało się to określić na podstawie najnowszych pomiarów wskazujących, że około 65 procent argonu, który kiedykolwiek znajdował się w atmosferze Marsa uciekło w przestrzeń kosmiczną.

Jakosky jest głównym autorem artykułu opisujące te badania, który ukazał się dzisiaj w periodyku Science.

Członkowie zespołu naukowego misji MAVEN już wcześniej ogłosili, że wyniki pomiarów wskazują na ucieczkę gazów atmosferycznych w przestrzeń kosmiczną oraz opisali procesy prowadzące do rzednięcia atmosfery. Najnowsze analizy wykorzystują pomiary dzisiejszej atmosfery do pierwszej próby określenia ilości gazu, który z czasem uciekł z atmosfery Marsa.

Woda w stanie ciekłym niezbędna do życia jakie znamy, nie jest stabilna na dzisiejszej powierzchni Marsa ponieważ jego atmosfera jest za zimna i za rzadka. Niemniej jednak dowody takie jak formacje przypominające suche koryta rzek i minerały, które mogą powstać tylko w obecności wody  w stanie ciekłym wskazują, że dawny klimat Marsa znacznie różnił się od dzisiejszego – Czerwona Planeta była wystarczająco ciepła, aby po jej powierzchni płynęła woda w stanie ciekłym.

Istnieje wiele sposobów, na które planeta może utracić część swojej atmosfery, np. reakcje chemiczne mogą uwięzić gaz w skałach, atmosfera może ulegać erozji przez promieniowanie i silne wiatry gwiazdowe emitowane przez gwiazdę macierzystą. Najnowsze wyniki wskazują, że wiatr słoneczny i promieniowanie odpowiedzialne są za większość utraconej atmosfery w przypadku Marsa.

Młode gwiazdy charakteryzują się dużo intensywniejszym promieniowaniem w zakresie ultrafioletowym oraz wiatrami, dlatego też utrata atmosfery spowodowana przez nie mogła być intensywniejsza we wczesnej historii Marsa, a procesy te mogły dominować kontrolowanie klimatu planety.  możliwe, że we wczesnej historii Marsa na jego powierzchni istniały mikroby. Wraz z ochładzaniem i wysychaniem planety, wszelkie życie mogło ukryć się pod powierzchnią lub w nielicznych oazach na powierzchni.

Jakosky wraz ze swoim zespołem uzyskał wyniki mierząc obfitość dwóch różnych izotopów argonu w atmosferze Marsa. Izotopy to atomy tego samego pierwiastka różniące się masą. Ponieważ lżejszy z dwóch izotopów szybciej ucieka w przestrzeń kosmiczną, to drugi z czasem zaczyna dominować w atmosferze. Zespół wykorzystał tę nierównowagę wraz ze zmianami obfitości z wysokością w atmosferze do oszacowania ilości gazów atmosferycznych utraconych na rzecz przestrzeni kosmicznej.

Jako gaz szlachetny argon nie reaguje chemicznie z innymi pierwiastkami, dlatego też nie wchodzi w reakcje ze skałami, a jedyny proces, który może powodować jego ucieczkę w przestrzeń kosmiczną to tzw. rozpraszanie przez wiatr słoneczny. W procesie tym jony zebrane przez wiatr słoneczny uderzają z dużą prędkością w powierzchnię Marsa i fizycznie wybijają gazy atmosferyczne w przestrzeń.  Po określeniu ilości argonu utraconego w tym procesie, badacze mogli wykorzystać wydajność procesu do określenia ilości utraconych innych atomów i cząsteczek – włącznie z dwutlenkiem węgla.

CO2 jest szczególnie interesujący, bowiem jest to główny składnik atmosfery marsjańskiej jak i wydajny gaz cieplarniany, który może pozwolić na ogrzewanie planety.

Ustaliliśmy, że większość CO2 znajdującego się w atmosferze planety, także uciekła w przestrzeń kosmiczną. Oczywiście istnieją też inne procesy, które mogą doprowadzić do ucieczki CO2 dlatego wartość oszacowana przez nas to minimalna ilość CO2, która mogła uciec z atmosfery Marsa.

Zespół oparł swoje szacunki na danych opisujących górne warstwy atmosfery Marsa zebranych za pomocą instrumentu NGIMS (Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer) oraz na pomiarach wykonanych z powierzchni przez łazik Curiosity za pomocą instrumentu SAM (Sample Analysis at Mars).

Źródło UC Boulder

Popularyzator astronomii. Kulturalny cham. Od 2023 r. redaktor naczelny portalu Focus.pl Od 2015 r. prowadzi własny portal Puls Kosmosu. Od 2020 do 2023 r. pisał o kosmosie także na łamach Spider's Web.

You may also like...