Przejdź do treści

Atmosfera Marsa uciekła w Kosmos

Mars to dziś niewielka, sucha planeta. Z jej niegdyś gęstszej atmosfery zostało niewiele. W oparciu o stosunki różnych izotopów – które obecnie nie są takie, jakie być powinny, gdyby Mars od początku był suchy i jałowy – planetolodzy doszli do wniosku, że Czerwona Planeta musiała stracić od 25% do 90% swej dawnej atmosfery w ciągu czterech ostatnich miliardów lat.

Jak to możliwe? Do niedawna jednym z popularniejszych wyjaśnień była hipoteza, że atmosfera Marsa została na pewnym etapie odrzucona przez silny wiatr słoneczny – strumienie naładowanych cząstek, które są emitowane przez Słońce z prędkościami rzędu 400 km/s. Dziś naukowcy związani z projektem NASA -  MAVEN mogą potwierdzić te przypuszczenia.

Sonda MAVEN zatacza pętlę wokół Marsa, zanurzając się w górnych warstwach jego rzadkiej atmosfery i mierząc jej parametry. Analizujący te dane zespół Bruce'a Jakosky z Uniwersytetu Kolorado zdołał wyznaczyć poziomy dwóch izotopów argonu: argonu 36 i cięższego argonu 38. Argon to gaz szlachetny, bardzo słabo reagujący ze związkami chemicznymi na powierzchni planety. Mars mógł się więc pozbyć go tylko na jeden sposób – poprzez ucieczkę dużej części jego atmosfery w przestrzeń kosmiczną. Cięższy izotop argonu zwykle zasiedla niższe partie atmosfery niż lekki, co w efekcie daje przewidywalny stosunek gęstości obu izotopów w górnych warstwach marsjańskiej atmosfery. Lżejszy izotop jest przy tym bardziej podatny na odrzucenie przez wiatr słoneczny.

Obserwacje wykonane przez sondę MAVEN jednoznacznie wykazują, że obecnie Mars ma o wiele mniej argonu 36 niż Ziemia i inne ciała Układu Słonecznego. Można to wyjaśnić tym, że planeta utraciła około dwóch trzecich argonu zawartego początkowo w swej atmosferze. Wynik ten jest w zgodzie z wcześniejszymi badaniami Marsa z roku 2013.

Choć argon jest słabo reagującym z innymi pierwiastkiem, nie mógł zniknąć z atmosfery Marsa w samotności – musiały mu towarzyszyć inne jej składniki. Zespół Jakosky’ego ocenia, że Mars stracił co najmniej jeden bar (jest to jednostka ciśnienia atmosferycznego równa ciśnieniu na poziomie morza na Ziemi) głównego składnika swej atmosfery -  dwutlenku węgla. To przynajmniej częściowo wyjaśnia zmianę jego ciepłego niegdyś, całkiem wilgotnego klimatu.

Czytaj więcej:

  • Oryginalna praca Bruce M. Jakosky et al. “Mars’ Atmospheric History Derived from Upper-atmosphere Measurements of 38Ar/36Ar.” Science, marzec 2017.


Zdjęcie: sonda NASA MAVEN - Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) dotarła do Marsa we wrześniu 2014 roku. Źródło: Lockheed Martin