Novi podaci potvrđuju teoriju da su solarne čestice odgovorne za nestanak vode na Crvenom planetu.
NASA-ina sonda MAVEN, koja se nalazi u orbiti oko Marsa od 2014., prvi je put izravno zabilježila proces koji bi mogao objasniti kako je taj planet izgubio svoju atmosferu i sposobnost zadržavanja tekuće vode.
Rezultati istraživanja objavljeni 28. svibnja u časopisu Science Advances potvrđuju dugogodišnju znanstvenu pretpostavku da Sunčev vjetar — struja visokoenergetskih, nabijenih čestica koja proizlaze iz Sunca — postupno uklanja plinove iz gornjih slojeva Marsove atmosfere. Ključni mehanizam u tom procesu naziva se sputtering (raspršavanje). Riječ je o fizikalnom fenomenu pri kojem čestice iz Sunčevog vjetra velikom brzinom udaraju u molekule u atmosferi i prenose im dovoljno energije da ih izbace iz gravitacijskog polja planeta. Te molekule tada doslovno “odlijeću” u svemir, čime atmosfera s vremenom postaje sve rjeđa.
Tragovi nekadašnjeg vlažnog svijeta
Iako danas djeluje suho i negostoljubivo, Marsova površina nosi brojne tragove nekadašnje prisutnosti vode, suha riječna korita, ostatke jezera i minerale koji nastaju isključivo u prisustvu tekuće vode. Da bi takvi uvjeti bili mogući, planet je morao imati znatno gušću atmosferu koja bi zadržavala toplinu i omogućila stabilan tlak na površini.
Razumijevanje procesa nestanka te atmosfere ključno je za rekonstruiranje klimatske povijesti Marsa i za procjenu koliko je dugo na njemu moglo postojati okruženje pogodno za život.
U središtu istraživanja nalazi se proces sputteringa, u kojem visokoenergetske čestice iz Sunčevog vjetra udaraju u gornje slojeve atmosfere, prenoseći dovoljno energije da izbace neutralne atome i molekule iz gravitacijskog polja planeta.
“Zamislite udar u vodenu površinu koji stvara prskanje”, rekla je Shannon Curry, voditeljica misije MAVEN sa Sveučilišta Colorado Boulder. “U ovom slučaju, ‘prskanje’ su molekule koje izbijaju iz atmosfere, a ‘udar’ su teški ioni koji dolaze iz svemira.”
Iako je ovaj proces već godinama bio teorijski razrađen, tek su sada znanstvenici prvi put uspjeli izravno promatrati taj proces na djelu, koristeći devet godina podataka koje je prikupila letjelica MAVEN.
Argon kao ključni dokaz
Kako bi analizirali ovaj proces, istraživači su se usredotočili na argon, kemijski inertan i težak plemeniti plin koji se ne veže s drugim tvarima i teško ionizira. Njegovo ponašanje u atmosferi idealan je pokazatelj utjecaja solarnih čestica jer je promjene u koncentraciji moguće povezati upravo sa sputteringom.
Podaci su pokazali da se najveće količine argona nalaze na visinama na kojima dolazi do sudara sa solarnim vjetrom, što se ne bi očekivalo ako bi se plin ponašao isključivo pod utjecajem gravitacije. To znači da energija Sunčevih čestica izbacuje argon iz Marsove atmosfere u svemir.
Proces je znatno brži nego što se mislilo
Prema istom istraživanju, učinak ovog procesa na Marsu četiri je puta jači nego što su to pokazivali prethodni modeli. Taj je učinak još izraženiji tijekom solarnih oluja, kada Sunce emitira još veću količinu energetskih čestica.
Znanstvenici vjeruju da je taj proces bio osobito snažan u ranoj povijesti Sunčevog sustava, kada je Sunce bilo aktivnije, a Mars već izgubio svoj magnetski štit. Bez magnetskog polja koje bi ga zaštitilo, planet je ostao potpuno izložen učincima Sunčevog vjetra.
“To je vjerojatno bio ključni trenutak u kojem je Mars izgubio sposobnost zadržavanja vode na površini,” navela je Curry.
Iako je nova studija potvrdila da ovaj proces i danas ima snažan učinak, znanstvenici sada žele procijeniti koliku je ulogu imao u davnoj prošlosti. Da bi to učinili, trebat će kombinirati klimatske modele, izotopne analize i geološke tragove iz najstarijih slojeva Marsove kore.
Odgovor na pitanje je li sputtering bio samo jedan od uzroka, ili glavni mehanizam gubitka atmosfere i vode, mogao bi pomoći u razumijevanju ne samo Marsa, već i šireg konteksta razvoja planeta u Sunčevom sustavu.
🔵 Pridružite se razgovoru!
Imate nešto za podijeliti ili raspraviti? Povežite se s nama na Facebooku i pridružite se zajednici znatiželjnih istraživača u našem Telegram kanalu. Za najnovija otkrića i uvide, pratite nas i na Google Vijestima.
