Najnowsze badania rzucają świeże światło na jedną z najważniejszych zagadek w badaniach Marsa: w jaki sposób planeta utraciła większość swojej dawnej wody i przekształciła się w zimny, suchy świat, jaki obserwujemy dziś. Choć przez dekady naukowcy wskazywali różne mechanizmy odpowiedzialne za ucieczkę wody w przestrzeń kosmiczną, znaczna jej część wciąż pozostawała niewyjaśniona. Najnowsze wyniki sugerują, że istotną rolę mogły odegrać intensywne, choć lokalne burze pyłowe, zdolne wynosić parę wodną na wysokości sprzyjające jej rozpadowi i ucieczce w przestrzeń kosmiczną.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Współczesny Mars to planeta sucha i niegościnna dla jakichkolwiek form życia, jednak liczne ślady geologiczne dowodzą, że przeszłość tej planety wyglądała inaczej. Rozległe sieci dolin rzecznych, osady mineralne powstałe w obecności wody oraz charakterystyczne formacje terenu wskazują, że miliardy lat temu na powierzchni planety płynęła ciekła woda. Zrozumienie, jak doszło do tak dramatycznej zmiany klimatu, stanowi jedno z kluczowych pytań planetologii.
Dotychczasowe modele klimatyczne koncentrowały się przede wszystkim na globalnych burzach pyłowych oraz sezonowych wahaniach temperatury. W ich trakcie para wodna może być transportowana do wyższych warstw atmosfery, gdzie promieniowanie ultrafioletowe prowadzi do jej fotodysocjacji — rozpadu cząsteczek wody na wodór i tlen. Lekki wodór może następnie przekroczyć granicę atmosfery i uciec w przestrzeń kosmiczną. Mechanizm ten nie tłumaczył jednak w pełni skali utraty wody sugerowanej przez dane geologiczne.
Najnowsze badanie, opublikowane w periodyku Communications Earth & Environment, opiera się na analizie danych z kilku sond orbitalnych, w tym europejskiego orbitera ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), amerykańskiej sondy Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) oraz misji Emirates Mars Mission (EMM). Naukowcy skupili się na nietypowej, regionalnej burzy pyłowej, która wystąpiła latem na półkuli północnej podczas 37. roku marsjańskiego (co odpowiada mniej więcej sierpniowi 2023 roku na Ziemi).
Choć zjawisko miało ograniczony zasięg geograficzny i nie było burzą globalną, jego skutki okazały się zaskakująco silne. Instrumenty wykazały znaczny wzrost zawartości pary wodnej w środkowej warstwie atmosfery Marsa, na wysokościach około 60–80 kilometrów nad powierzchnią. To znacznie więcej, niż przewidywały dotychczasowe modele dla tej pory roku i tej półkuli.
Zwiększone stężenie pyłu w atmosferze prowadziło do intensywniejszej absorpcji promieniowania słonecznego, co powodowało jej ogrzewanie i wzmagało pionową cyrkulację powietrza. W efekcie para wodna była transportowana na większe wysokości, gdzie stawała się szczególnie podatna na fotodysocjację. Do tej pory uważano, że najefektywniejsza utrata wody zachodzi głównie podczas ciepłego i burzowego lata na półkuli południowej. Nowe dane pokazują jednak, że również lokalne burze w okresie północnego lata mogą zwiększać ilość pary wodnej w wyższych warstwach atmosfery nawet dziesięciokrotnie względem typowych wartości sezonowych.
Po kulminacji burzy zaobserwowano wyraźny wzrost stężenia wodoru w egzosferze, czyli najbardziej zewnętrznej warstwie atmosfery, z której gazy mogą swobodnie uciekać w przestrzeń kosmiczną. Tempo ucieczki wodoru było około 2,5 raza wyższe niż w analogicznym okresie w poprzednich latach. Ponieważ ucieczka wodoru stanowi pośredni wskaźnik utraty wody, obserwacje te sugerują, że nawet krótkotrwałe, regionalne zjawiska atmosferyczne mogą znacząco przyczyniać się do stopniowego wysychania planety.
Wyniki badania wskazują, że ewolucja klimatu Marsa była procesem bardziej złożonym i dynamicznym, niż dotąd zakładano. Lokalne, intensywne epizody pogodowe mogły przez miliardy lat odgrywać istotną rolę w systematycznej utracie wody. Odkrycie to nie tylko zmienia sposób postrzegania marsjańskiej atmosfery, lecz także dostarcza cennych wskazówek dla badań nad ewolucją klimatu innych planet skalistych.