Sonda Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) zidentyfikowała proces, który najprawdopodobniej odegrał główną rolę w zmianie klimatu na Marsie z wczesnego, ciepłego i wilgotnego środowiska zdolnego do utrzymania życia na zimny i suchy jaki obserwujemy dzisiaj.
Dane z sondy MAVEN umożliwiły naukowcom określenie aktualnego tempa utraty gazu przez marsjańską atmosferę w procesie „odzierania” atmosfery przez wiatr słoneczny. Wyniki wskazują, że erozja atmosfery Marsa znacznie przyspiesza podczas burz słonecznych. Wyniki naukowe misji MAVEN opublikowano dzisiaj w czasopismach Science oraz Geophysical Research Letters.
„Wydaje się, że Mars posiadał gęstą atmosferę, wystarczająco ciepłą do utrzymywania ciekłej wody na powierzchni, która przecież jest kluczowym składnikiem dla życia jakie znamy,” powiedział John Grunsfeld, astronauta oraz zastępca administratora w Dyrektoracie Misji Naukowych NASA w Waszyngtonie. „Zrozumienie tego co się stało z marsjańską atmosferą pozwoli nam uzupełnić naszą wiedzę o dynamice i ewolucji wszystkich atmosfer planetarnych. Informacja o czynnikach, które mogą doprowadzić do zmian środowiska z przyjaznego dla mikrobów na powierzchni do nieprzyjaznego jest kluczowa dla NASA w przygotowywaniu podróży na Marsa.”
Pomiary uzyskane przez sondę MAVEN wskazują, że wiatry słoneczne odzierają atmosferę Marsa z gazu w tempie 100 gramów na sekundę. To mało, lecz z czasem ilość utraconej atmosfery staje się znacząca. Główny naukowiec misji MAVEN Bruce Jakosky (Boulder, Kolorado) mówi: „Zauważyliśmy, że erozja atmosferyczna znacznie się nasila podczas burz słonecznych, dlatego też uważamy, że tempo utraty atmosfery było dużo wyższe miliardy lat temu, gdy Słońce było młodsze i dużo bardziej aktywne.”
Dodatkowo seria dramatycznych burz słonecznych dotarła do atmosfery marsjańskiej w marcu 2015 roku i sonda MAVEN zaobserwowała istotny wzrost tempa utraty atmosfery. Związek zwiększonego tempa utraty z wzmożoną aktywnością słoneczną w przeszłości może sugerować, że utrata atmosfery była głównym czynnikiem zmiany klimatu marsjańskiego.
Wiatry słoneczne to strumienie cząsteczek, głównie protonów i elektronów emitowanych z atmosfery słonecznej z prędkością ponad 1.5 miliona kilometrów na godzinę. Pole magnetyczne przenoszone przez wiatr słoneczny w pobliżu Marsa może powodować powstawanie pola elektrycznego. Takie pole elektryczne przyspiesza elektrycznie naładowane atomy gazu tworzącego górne warstwy atmosfery Marsa pozwalając im uciekać w przestrzeń kosmiczną.
MAVEN bada w jaki sposób wiatr słoneczny oraz promieniowanie ultrafioletowe odzierają z gazu górne warstwy atmosfery Marsa. Nowe wyniki wskazują, że do utraty atmosfery dochodzi w trzech różnych regionach Czerwonej Planety: wzdłuż „ogona”, w którym wiatr słoneczny płynie za Marsem, nad biegunami marsjańskimi oraz w rozszerzonym obłoku gazu otaczającym Marsa. Zespół naukowców określił, że prawie 75% uciekających jonów pochodzi z ogona, a prawie 25% z obszarów biegunowych.
Wiele obszarów na Marsie wskazuje obecność dużych ilości wody w przeszłości – jak chociażby doliny przypominające koryta rzek czy depozyty minerałów, które powstają tylko w obecności wody w stanie ciekłym. To właśnie te elementy przekonują naukowców do tego, że miliardy lat temu atmosfera Marsa była dużo gęstsza i wystarczająco ciepła, aby na powierzchni mogły istnieć rzeki, jeziora, a nawet oceany ciekłej wody.
Niedawno naukowcy z misji sondy Mars Reconnaissance Orbiter zaobserwowali miejsca sezonowego pojawiania się uwodnionych soli, co wskazuje na wystepowanie ciekłej wody na Marsie. Niemniej jednak, aktualna atmosfera marsjańska jest zdecydowanie za zimna i za rzadka, aby większe ilości wody mogły przez dłuższy czas utrzymywać się na powierzchni.
„Erozja spowodowana wiatrem słonecznym to istotny mechanizm utraty atmosfery. Na tyle istotny, że może odpowiadać za znaczną część zmian klimatu na Marsie,” mówi Joe Grebowsky, naukowiec projektu MAVEN z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, w stanie Maryland.
Celem misji MAVEN wystrzelonej w przestrzeń kosmiczną w listopadzie 2013 roku jest określenie jak dużo atmosfery Mars utracił w swojej historii. To pierwsza misja poświęcona problemowi wpływu Słońca na zmiany atmosfery Marsa. Misja MAVEN zbiera dane od nieco ponad roku i zakończy główną część swojej misji naukowej 16 listopada br.
Źródło: NASA