Skupina paleontológov z NASA pomocou satelitu na obežnej dráhe blízko Marsu dokázala určiť, prečo sa táto planéta zmenila na bezvládnu púšť. Vedci po stanovení objemov katastrofy stratenej pod vplyvom slnečného vetra dospeli k záveru, že to bolo dosť na to, aby tekutá voda zmizla z povrchu Marsu.
Mars je jednou z planét najbližších k Zemi. Táto planéta je pohodlnejšia pre ľudí, ktorí s veľkou pravdepodobnosťou v budúcnosti budú môcť chodiť po jej povrchu v skafandroch, ako Venuša, ktorej horúca a hustá atmosféra nevydrží ani výskumné vozidlá. Podľa výsledkov nového vedeckého výskumu navyše v minulosti na Červenú planétu tiekli rieky a vzduch bol menej riedky. Naznačujú to najmä stopy obrovských vĺn, ktoré mohli spôsobiť pád asteroidu a ktoré boli nedávno objavené.
Je možné, že dostatok kyslíka a vody vytvorili obývateľné prostredie. Niektorí vedci tvrdia, že asi pred 3,5 - 2,5 miliardami rokov by na tejto planéte mohla existovať biosféra. V súčasnosti je však Mars púšťou zbavenou vody. Podľa paleontológov Červená planéta pred niekoľkými desiatkami miliónov rokov takmer úplne stratila vodu. Počas existencie dinosaurov na Zemi na Marse je dosť možné, že by sa niektoré jazerá ešte mohli zachovať. Atmosféra planéty je veľmi zriedkavá, skladá sa hlavne z oxidu uhličitého, a preto nie je schopná chrániť prípadné mikróby pred ionizujúcim žiarením.
Vedci sa dlho kŕmili hľadaním odpovede na otázku, čo spustilo globálnu katastrofu, ktorá zmenila planétu bohatú na vodu na prašnú púšť. Podľa vedcov je nesmierne dôležité nájsť odpoveď, nejde len o nečinnú zvedavosť. Vďaka tomu bude možné pochopiť budúcnosť našej planéty, ktorá, ako sa niektorí vedci domnievajú, kedysi vyzerala ako Červená planéta. Podľa paleontológov sú hlavným dôvodom dramatické zmeny globálnej klímy v dôsledku straty atmosféry a slabého elektromagnetického poľa.
V súčasnosti sa atmosféra Marsu naďalej rozpúšťa do vesmíru. Vedci študujú tento proces a snažia sa zrekonštruovať klimatické zmeny z minulosti v rámci vesmírneho projektu Mars Scout od NASA. Na pozorovanie atmosféry Červenej planéty bol k nej vyslaný satelit MAVEN. Hlavným cieľom programu je zistiť úlohu, ktorú zohrávali straty plynov pri premene planéty na púšť.
Vedci určili objem strát výpočtom pomeru ťažkých a ľahkých izotopov, najmä argónu. Plyn, ktorý uniká do vesmíru, odnáša hlavne ľahké jadrá atómov, v dôsledku čoho v atmosfére Marsu prevažujú ťažké jadrá. V atmosfére tejto planéty ich zvýšenú koncentráciu zistili už v roku 2013 špecialisti NASA. Vďaka satelitu MAVEN, ktorý bol na obežnú dráhu Marsu vypustený v roku 2014, vedci dokázali podrobnejšie odhaliť procesy, ktoré sa vyskytujú v horných vrstvách plynového obalu planéty.
Podľa odborníkov je mechanizmus, ktorým argón letí do vesmíru, celkom jednoduchý. Vplyvom slnečného vetra sa urýchľujú ióny, ktoré sa zrážajú s atómami argónu v horných vrstvách atmosféry a vyhadzujú ich do vesmíru. Tento proces je rovnaký pre Ar36 a Ar38. Ale rozdiely skutočne vznikajú. Príčina spočíva v tom, že izotop Ar36 je ľahší, takže rýchlejšie preniká do vyšších vrstiev atmosféry. Výsledkom je, že je to on, kto je vo veľkej hojnosti na úrovni exobázy. Nad touto úrovňou sú častice schopné opustiť planétu bez toho, aby do seba narazili. Izotop Ar36 teda ide do vesmíru oveľa rýchlejšie ako Ar38.
Na stanovenie koncentrácie izotopov v atmosfére vedci použili iónový a neutrálny hmotnostný spektrometer postavený v Goddardovom vesmírnom stredisku. Družica MAVEN uskutočňovala merania v rôznych nadmorských výškach, najmä v nadmorskej výške asi 150 kilometrov od povrchu Marsu. Vedci teda určili úroveň turbopauzy a ekologickej základne. Turbopausa je vrstva atmosféry umiestnená nad homosférou, v ktorej prevláda turbulentné miešanie plynov, a tiež pod heterosférou, kde prevláda molekulárna difúzia.
Propagačné video:
Výška turbopauzy sa určila nasledovne. Vedci použili pomer N2 / Ar40 na povrchu Marsu získaný pomocou roveru Curiosity. Vzhľadom na to, že sa plyny v homosfére dobre miešajú, mal by byť tento pomer rovnaký až do turbodúchadla. Družica tento pomer merala mnohokrát v rôznych nadmorských výškach, vďaka čomu sa určila korelácia: čím vyššia, tým väčší je pomer dusíka k argónu. Vedcom stačilo preniesť výsledky do nižších vrstiev atmosféry, pretože tam sa satelit nemohol dostať - až do hodnoty 1,25. Nadmorskou výškou, v ktorej sa to stalo, bola turbopauza.
Po určení úrovne exobázy a turbopauzy vedci odvodili pomer izotopov argónu medzi nimi. Ako naznačili vedci, táto vrstva bola obohatená o Ar38. Tento pomer sa použil ako základ pre výpočet objemu straty plynu. Bolo však potrebné vziať do úvahy skutočnosť, že niektoré izotopy sa mohli dostať do atmosféry v dôsledku sopečnej činnosti, zvetrávania hornín a dopadov asteroidov. Konečná hodnota frakcie argónu, ktorá išla do vesmíru v celkovom množstve plynu prítomného v atmosfére za celé obdobie, bola teda 66 percent.
Získané výsledky paleontológovia použili na výpočet približných strát iných plynov. Vedci tak dospeli k záveru, že v dôsledku zrážok s iónmi z atmosféry môže uniknúť asi 10 - 20 percent oxidu uhličitého. Strata kyslíka bola katastrofálnejšia a následky záviseli od toho, ktorý plyn bol zdrojom straty kyslíka. V prípade, že ide o oxid uhličitý, je strata oxidu uhličitého asi 30-krát vyššia, ako odhadujú vedci. Tlak tak mohol klesnúť o viac ako jednu atmosféru. V rovnakom prípade, ak bol kyslík v zložení vodnej pary, boli straty vody veľké.
Vedci poznamenávajú, že raná atmosféra Červenej planéty bola dostatočne hustá a obsahovala dostatok oxidu uhličitého, aby mohla na skleníkovom efekte existovať na povrchu planéty tekutá voda. Táto štúdia ukazuje, že Mars sa stal púšťou v dôsledku straty väčšiny plynového obalu. A to neberie do úvahy skutočnosť, že pred miliónmi rokov mohlo byť Slnko aktívnejšie. A to podľa odborníkov iba zvyšuje objem atmosféry vháňanej do vesmíru.