Na obroncima golemog marsovskog vulkana Alba Mons sonda je uočila neobičan obrazac: plin se pojavljuje početkom sjevernog ljeta, upravo iznad područja presječenog vulkanskim pukotinama. Istraživači smatraju da bi se ispod površine mogla nalaziti vruća magma iz koje plin povremeno izlazi kroz koru.
Takvo tumačenje povezuje dva odvojena traga, kemijski sastav atmosfere i izgled tla. Sonda ExoMars Trace Gas Orbiter izmjerila je lokalno povećanu količinu klorovodika, a njezina kamera na istom je području snimila uske pukotine i promjene boje površine. Erupcija nije opažena, no spoj tih nalaza upućuje na mogućnost da vulkanski sustav Albe Mons još ima izvor topline duboko pod zemljom.
Tim predvođen Alexanderom Trokhimovskiyjem tu mogućnost razmatra u radu u časopisu Science Advances. Najzanimljivije je kada se i gdje plin pojavljuje: odstupa od uobičajenog sezonskog ritma marsovske atmosfere.
Plin se pojavio u pogrešno godišnje doba
Klorovodik, spoj vodika i klora poznat po kemijskoj oznaci HCl, već je otkriven na Marsu. Prvi rezultati misije ExoMars o tom plinu objavljeni su 2021. Tada je trebalo objasniti kako nastaje, kako dospijeva u atmosferu i zašto poslije nestaje iz mjerenja.
Veći dio njegova sezonskog ponašanja povezuje se s kruženjem prašine i vode. Količina klorovodika doseže maksimum tijekom zime na sjevernoj polutki, dok ga ljeti uglavnom više nema. Sama prisutnost tog spoja stoga ne otkriva nužno vulkanski izvor.
Iznad Albe Mons istraživači su, međutim, prepoznali iznimku. Povećane koncentracije ponavljale su se na istome mjestu i u isto doba godine, početkom sjevernog ljeta. Prostorna podudarnost s vulkanskim pukotinama dala je tom odstupanju dodatnu težinu. Trebalo je objasniti lokalni izvor koji se uključuje kada drugdje količina plina opada.
Mjerenja je obavio instrument Atmospheric Chemistry Suite, skup infracrvenih spektrometara na orbiteru. Različite molekule ostavljaju prepoznatljive tragove u spektru svjetlosti koja prolazi kroz atmosferu, pa se iz tih tragova može odrediti prisutnost plina. Ovdje je kemijski signal poslužio kao putokaz prema određenom području na tlu.
Pukotine koje bi zimi mogao zatvarati led
Kamera CaSSIS zatim je omogućila detaljniji pregled obronaka vulkana. Na snimkama se vide uske pukotine svježeg izgleda, ponegdje duge nekoliko stotina metara, uz dijelove površine drukčije boje. Izgled pukotina sam po sebi ne određuje njihovu starost, ali istraživačima je pomogao povezati geološku građu s atmosferskim mjerenjima.
Prema tumačenju istraživačkog tima koje je objavila Europska svemirska agencija, plinovi iz magme mogli bi se podizati kroz te otvore. Zimi bi led zatvarao prolaze. Kada početkom ljeta sublimira, odnosno prijeđe iz čvrstog stanja izravno u plinovito, put prema površini ponovno bi se otvorio.
To bi objasnilo zašto se signal vraća upravo u određeno godišnje doba. Promjene boje oko pukotina mogle bi pak biti naslage koje ostaju nakon izlaska plinova. Slične naslage na Zemlji nastaju oko fumarola, otvora kroz koje iz vulkanskog sustava izlaze plinovi i para.
Takav mehanizam zasad je prijedlog koji povezuje opažanja. Sonda nije snimila magmu pod površinom niti je izravno zabilježila izlazak plina iz pojedine pukotine. Autori su pri razradi objašnjenja razmatrali kemijske procese u atmosferi kako bi provjerili može li se neobičan obrazac objasniti bez vulkanskog izvora.
Vulkanska aktivnost ne mora značiti izlijevanje lave
Mars ima goleme vulkanske građevine, ali njihove dimenzije govore o dugoj geološkoj povijesti, a ne o današnjoj aktivnosti. Orbitalne snimke nekih područja upućuju na vulkanizam u posljednjih nekoliko milijuna godina. Potresi zabilježeni na planetu također pokazuju da se njegova unutrašnjost još mijenja. Nijedan od tih tragova nije snimka suvremene erupcije.
Za pitanje Albe Mons bitna je mogućnost da ispod naizgled mirne površine još postoji dovoljno topline za oslobađanje plinova. Magma se može zadržavati u dubini bez prodora lave na tlo. Takav sustav mogao bi biti teško uočljiv sve dok dio njegova kemijskog sadržaja ne stigne do atmosfere.
Daniel Mège, suautor rada iz Centra za svemirska istraživanja Poljske akademije znanosti, nalaz povezuje s preostalom unutarnjom toplinom Marsa. Tim smatra da bi ona mogla podržavati vulkansku aktivnost do geološki nedavne prošlosti, a možda i danas. Lokalni ljetni signal klorovodika sada im daje konkretnije mjesto na kojem tu mogućnost mogu provjeravati.
Zašto bi istraživači života gledali ispod vulkana
Toplina ispod površine zanimljiva je i zbog vode. Ako magma zagrijava podzemnu vodu, mogli bi nastati hidrotermalni sustavi s tekućom vodom i izvorima energije. Takvi uvjeti na Zemlji mogu podržavati mikroorganizme, a dubina ih pritom štiti od nepovoljnog okoliša na površini.
Na Albi Mons takav sustav nije potvrđen i plin nije trag otkrivenog života. Ipak, autori smatraju da pukotine zaslužuju pozornost upravo zbog moguće veze između topline, vode i kemijskih izvora energije. Daljnja mjerenja morat će pokazati koliko se pravilno signal ponavlja, koliko je čvrsto vezan uz iste pukotine i može li se predloženi podzemni izvor razlikovati od drugih procesa koji stvaraju klorovodik.
