A NASA paleontológusainak egy csoportja egy marsi közeli pályán lévő műhold segítségével meg tudta állapítani, miért vált ez a bolygó élettelen sivataggá. A kutatók a napszél hatására elvesztett katasztrófa mennyiségének megállapítása után arra a következtetésre jutottak, hogy ez elég ahhoz, hogy a folyékony víz eltűnjön a Mars felszínéről.
A Mars az egyik legközelebb a Földhöz. Ez a bolygó kényelmesebb azoknak az embereknek, akik a jövőben nagy valószínűséggel űrruhában járhatnak a felszínén, mint a Vénusz, amelynek forró és sűrű légkörét még a kutató járművek sem képesek ellenállni. Ezenkívül az új tudományos kutatások eredményei szerint korábban a Vörös Bolygón folyók folytak, és a levegő ritkább volt. Különösen ezt jelzik azok a hatalmas hullámok nyomai, amelyek az aszteroida esését okozhatták, és amelyeket nemrég fedeztek fel.
Lehetséges, hogy elegendő oxigén és víz lakható környezetet teremtett. Egyes tudósok szerint körülbelül 3,5-2,5 milliárd évvel ezelőtt ezen a bolygón létezhet bioszféra. A Mars azonban jelenleg vízmentes sivatag. Paleontológusok szerint a Vörös Bolygó több tízmillió évvel ezelőtt szinte teljesen elveszítette vizét. A dinoszauruszok létezése során a Földön a Marson teljesen lehetséges, hogy néhány tavat még meg lehet őrizni. A bolygó légköre nagyon ritka, főleg szén-dioxidból áll, ezért nem képes megvédeni a lehetséges mikrobákat az ionizáló sugárzástól.
A kutatók hosszú ideje táplálkoznak, hogy választ keressenek arra a kérdésre, hogy mi váltotta ki azt a globális katasztrófát, amely a vízben gazdag bolygót poros sivataggá változtatta. A tudósok szerint rendkívül fontos megtalálni a választ, ez nem csak a tétlen kíváncsiság. Ennek köszönhetően meg lehet érteni bolygónk jövőjét, amelyre, amint egyes tudósok úgy vélik, a Vörös Bolygó egykor kinézett. A paleontológusok szerint a fő ok a globális éghajlat hirtelen változásai a légkör elvesztése és a gyenge elektromágneses tér miatt.
Jelenleg a Mars légköre tovább oldódik az űrben. A tudósok tanulmányozzák ezt a folyamatot, valamint megpróbálják rekonstruálni a múlt klimatikus változásait a NASA Mars Scout űrprojektjének részeként. A Vörös Bolygó légkörének megfigyelésére a MAVEN műholdat küldték hozzá. A program fő célja annak kiderítése, hogy a gázveszteség milyen szerepet játszott a bolygó sivataggá változtatásában.
A kutatók a nehéz és könnyű izotópok, különösen az argon arányának kiszámításával határozták meg a veszteségek mennyiségét. Az űrbe kiszökő gáz főleg az atomok könnyű magjait viszi el, ennek következtében a nehéz atmoszférák dominálnak a Mars légkörében. E bolygó légkörében megnövekedett koncentrációjukat még 2013-ban észlelték a NASA szakemberei. A MAVEN műholdnak köszönhetően, amelyet 2014-ben indítottak a Mars pályájára, a tudósok részletesebben felfedhették azokat a folyamatokat, amelyek a bolygó gázburkolatának felső rétegeiben fordulnak elő.
Szakértők szerint az argon űrrepülésének mechanizmusa meglehetősen egyszerű. A napszél hatására felgyorsulnak az ionok, amelyek ütköznek az argon atomjaival a légkör felső részében, az űrbe dobva őket. Ez a folyamat ugyanaz az Ar36 és az Ar38 esetében. De azért felmerülnek a különbségek. Ennek oka az a tény, hogy az Ar36 izotóp könnyebb, ezért gyorsabban behatol a felső légkörbe. Ennek eredményeként éppen ő van nagy bőségben exobázis szinten. Ezen a szint felett a részecskék képesek elhagyni a bolygót anélkül, hogy összeütköznének egymással. Így az Ar36 izotóp sokkal gyorsabban megy az űrbe, mint az Ar38.
A légkör izotópkoncentrációjának meghatározásához a tudósok ionos és semleges tömegspektrométert használtak, amelyet a Goddard Űrközpontban építettek. A MAVEN műhold különféle magasságokban végzett méréseket, különösen a Mars felszínétől körülbelül 150 kilométeres magasságban. Így a kutatók meghatározták a turbopauza és az ökobázis szintjét. A turbopauza az a légköri réteg, amely a homoszféra felett helyezkedik el, amelyben a gázok turbulens keveredése dominál, és a heteroszféra alatt is, ahol a molekuláris diffúzió dominál.
Promóciós videó:
A turbopauza magasságát a következőképpen határoztuk meg. A tudósok az N2 / Ar40 arányt vették fel a Mars felszínén, amelyet a Curiosity roverrel nyertek. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a gázok jól keverednek a homoszférában, ennek az aránynak a turbopauzáig meg kell egyeznie. A műhold ezt az arányt sokszor mérte különböző magasságokban, ennek eredményeként összefüggést határoztak meg: minél nagyobb, annál nagyobb a nitrogén és az argon aránya. A kutatóknak csak az eredményeket kellett átvinniük a légkör alsó rétegeibe, mivel a műhold nem tudott eljutni oda - 1,25-ig. A tengerszint feletti magasság a turbopauza volt.
Az exobázis és a turbopauza szintjének meghatározása után a tudósok levonták az argon izotópok közötti arányt. Ahogy a kutatók javasolták, ezt a réteget gazdagították az Ar38-mal. Ezt az arányt használták alapul a gázveszteség térfogatának kiszámításához. Figyelembe kellett azonban venni azt a tényt, hogy az izotópok egy része a vulkanikus aktivitás, a kőzetek mállása és az aszteroida-hatás következtében bejuthat a légkörbe. Így az atmoszférában a teljes időtartamra az űrbe kerülő argonfrakció végső értéke 66 százalék volt.
A paleontológusok a kapott eredményeket felhasználva kiszámították az egyéb gázok hozzávetőleges veszteségeit. Így a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a légkörből származó ionokkal való ütközések következtében a szén-dioxid körülbelül 10-20 százaléka távozhat. Az oxigénveszteség katasztrofálisabb volt, és a következmények attól függtek, hogy melyik gáz az oxigénveszteség forrása. Abban az esetben, ha szén-dioxidról van szó, a szén-dioxid-veszteség körülbelül 30-szor nagyobb, mint a kutatók becslései. A nyomás tehát egynél több atmoszférával csökkenhetett. Ugyanebben az esetben, ha az oxigén a vízgőz összetételében volt, a vízveszteség nagy volt.
A tudósok megjegyzik, hogy a Vörös Bolygó korai légköre elég sűrű volt és elegendő szén-dioxidot tartalmazott ahhoz, hogy az üvegházhatás miatt folyékony víz létezhessen a bolygó felszínén. Ez a tanulmány bizonyítja, hogy a Mars sivataggá vált a gázburkolat nagy részének elvesztése következtében. És anélkül, hogy figyelembe vennénk azt a tényt, hogy évmilliókkal ezelőtt a Nap aktívabb lehetett. És ez a szakértők szerint csak növeli az űrbe fújt légkör mennyiségét.