Vörös bolygó: brutális erejű szoláris ágyúgolyó semmisítette meg a marsi légkört és vizet

Az amerikai űrkutatási szervezet, a NASA MAVEN űrszondájának először sikerült közvetlenül megfigyelnie azt a folyamatot, amiről a tudósok már régebb régóta gyanították, hogy felelős a Mars légkörének megsemmisüléséért. A vörös bolygó felszínét a geológiai-planetológiai bizonyítékok szerint egykor kiterjedt tavak és sekély vizű tengerek borították, a folyékony víz jelenléte azonban a jelenleginél sokkal sűrűbb múltbeli atmoszféra létét feltételezi. A tudósokat már régóta foglalkoztatja az a kérdés, hogy mitől semmisülhetett meg a Mars mainál sokkal vastagabb atmoszférája, amire most egy kutatócsoport megtalálta a lehetséges választ.

Forrás: Live Science2025. 06. 04. 18:34
A Mars, a vörös bolygó ma kietlen és száraz égitest Fotó: NASA/JPL-CALTECH
VéleményhírlevélJobban mondva - heti véleményhírlevél - ahol a hét kiemelt témáihoz fűzött személyes gondolatok összeérnek, részletek itt.

A vörös bolygó atmoszférájának eróziójával foglalkozó új kutatás - amelynek eredményei a Science Advances folyóiratban jelentek meg május 28-án -, segít megválaszolni azt a régóta fennálló kérdést, hogy a Mars hogyan alakult át folyókkal, illetve tavakkal teli potenciálisan lakható világból a ma látható kietlen és fagyos sivataggá.

A vörös bolygó  felszínét a távoli múltban kiterjedt tavak és tengerek boríthatták
A vörös bolygó  felszínét a távoli múltban kiterjedt tavak és tengerek boríthatták   Fotó: ESA

A vörös bolygó vízzel és sűrű atmoszférával rendelkező kellemes világ lehetett a múltban

Bár a Mars ma már csak egy száraz, hideg és rendkívül ritka atmoszférával rendelkező bolygó, de egyes felszíni alakzatai egy nedvesebb múlt félreérthetetlen bizonyítékai. Az ősi folyóvölgyekre, tómedrekre és csak a víz jelenlétében képződő ásványokra emlékeztető jellemzők azt bizonyítják, hogy a múltban, évmilliárdokkal ezelőtt viszonylag hosszú ideig fennálló tavak, esetleg sekély tengerek borították a Mars felszínét. A folyékony víz fennmaradásához azonban a Marsnak sokkal sűrűbb légkörre volt szüksége a mostanihoz képest a hő megkötéséhez, és a magasabb felszíni nyomás fenntartásához.

Az üledékes kőzetrétegek az egykori kiterjedt marsi víztömeg bizonyítékai    Fotó: NASA/JPL-CALTECH

A Mars jelenlegi légköre nagyon ritka, a felszíni légnyomás mindössze 0,75 százaléka a földi atmoszferikus nyomásnak; alig 7,5 millibar szemben a földi 1013 millibar értékkel. A ritka marsi atmoszféra 95 százaléka szén-dioxidból, 3 százaléka nitrogénből, 1,6 százaléka argonból áll, és nyomokban jelen van az oxigén, valamint a víz is.

Annak a megértése, hogy ez az egykor sűrű és vastag ősi marsi légkör mikor és hogyan tűnt el, elengedhetetlen a Mars éghajlati evolúciójának rekonstruálásához és annak meghatározásához, hogy a bolygó mennyi ideig lehetett potenciálisan lakható égitest Az elmúlt évtizedben a tudósok egyre több bizonyítékot találtak arra, hogy a napszél – a Napból kibocsátott ionizált részecskék állandó áramlása –, és a sugárzás megfosztotta a Marsot légkörének legnagyobb részétől. 

Az erős napszél szabályosan elfújta a Mars ősi atmoszféráját, miután megszűnt a bolygó mágneses tere    Fotó: MAVEN/NASA

A friss kutatás szerint ezt a légköri eróziót okozó legjelentősebb mechanizmusok egyike a porlasztásnak nevezett folyamat , amikor a napszélből származó nagy energiájú részecskék a bolygó felső légkörében lévő semleges atomokkal, illetve molekulákkal ütköznek. A napszél töltött részecskéinek ütközési energiája elvileg elegendő ahhoz, hogy az atmoszféra semleges atomjait a bolygó gravitációs vonzását legyőzve kirepítsék az űrbe.

Egy ritka nemesgáz mesél a marsi atmoszférát ért katasztrófáról

"Olyan ez, mintha ágyúgolyót lőnénk egy medencébe" - szemlélteti a folyamat lényegét Shannon Curry, a Colorado Boulder Egyetem MAVEN küldetésének vezető kutatója és az új tanulmány első szerzője, akit a Live Science tudományos hírportál idéz. Az ágyúgolyót ebben az esetben a nehéz ionok jelentik, amelyek nagyon nagy sebességgel ütköznek a légkör alkotóelemeivel és ahonnan semleges atomokat, illetve molekulákat löknek ki a világűrbe" -hangoztatja a kutató. 

A Föld és a Mars méretét összehasonlító ábra    Fotó: Wikimedia Commons

Míg a porlasztás folyamatáról már régebb óta gyanították, hogy kulcsszerepet játszhatott a Mars éghajlati fejlődésében, de ez az első alkalom, hogy ezt  sikerült is kimutatni a vörös bolygón a MAVEN űrszonda kilenc évnyi észlelési adatainak elemzésével. A MAVEN három műszeréből származó adatok felhasználásával a kutatók részletes térképet készítettek a Mars felső légkörében található argonról, ami egy nemesgáz.

Az argon a levegőnél nehezebb, színtelen és szagtalan nemesgáz, a rendszáma 18, a vegyjele Ar. A Föld légkörének 0,93 százalékát alkotja, és ezzel a nitrogén, illetve az oxigén után a harmadik leggyakoribb gáz a földi atmoszférában.

Az argon ideális nyomjelző mivel kémiailag inert, nehéz és ellenáll a feltöltődésnek. Emiatt nem valószínű, hogy kölcsönhatásba lép más légköri folyamatokkal, ami azt jelenti, hogy az argon jelentős vesztesége egyértelmű bizonyítékot nyújt a marsi atmoszférában zajló porlasztásra. A MAVEN azokon a magasságokon észlelte a legmagasabb argonkoncentrációt, ahol a napszél részecskéi a marsi légkörrel ütköznek – írják a kutatók az új tanulmányban. Az argonkoncentráció jóval magasabb volt a vártnál, így a felfedezés közvetlen bizonyítékot szolgáltat arra, hogy a porlasztás folyamata eltávolítja a marsi atmoszféra molekuláit – állítják a kutatók.

Frosty white water ice clouds and swirling orange dust storms above a vivid rusty landscape reveal Mars as a dynamic planet in this sharpest view ever obtained by an Earth-based telescope. The Earth-orbiting Hubble telescope snapped this picture on June 26, when Mars was approximately 43 million miles (68 million km) from Earth - its closest approach to our planet since 1988. Hubble can see details as small as 10 miles (16 km) across. Especially striking is the large amount of seasonal dust storm activity seen in this image. One large storm system is churning high above the northern polar cap [top of image], and a smaller dust storm cloud can be seen nearby. Another large duststorm is spilling out of the giant Hellas impact basin in the Southern Hemisphere [lower right]. Acknowledgements: J. Bell (Cornell U.), P. James (U. Toledo), M. Wolff (Space Science Institute), A. Lubenow (STScI), J. Neubert (MIT/Cornell)
A Mars légköre 95 százalékkal ritkább mint a Földé, de a múltban ez másként lehetett    Fotó:  Hubble/MIT

 Ez a folyamat okozhatta a Mars egykor sűrű légkörének megsemmisülését, és ezzel együtt annak a képességének az elvesztését is, hogy folyékony víz maradhasson a bolygó felszínén – írják tanulmányukban a kutatásban részt vett szaktudósok.

Amikor a Mars elvesztette a mágneses terét, a légköre is halálra lett ítélve

A MAVEN adatai azt is felfedték, hogy ez a folyamat négyszer nagyobb sebességgel megy végbe ahhoz képest, mint amit a korábbi modellszámítások előre jeleztek. Az erős napviharok során hangsúlyosabbá vált az atmoszféra gázvesztése. A Mars korai történetében ez a folyamat sokkal intenzívebb lehetett, mert a bolygó ekkor még jóval sebezhetőbb volt a naptevékenység hatásaival szemben. A tudósok azt gyanítják, hogy évmilliárdokkal ezelőtt, amikor a Nap aktívabb volt és a Mars már elvesztette a napszél ellen védő mágneses terét, a bolygó atmoszférájára rendkívül pusztító hatást gyakorolt a naptevékenység. 

Ilyen ma (a képmontázs bal széle), és ilyen lehetett egykor a jelenleg száraz és a múltban vízben gazdag Mars   Fotó: NASA’s Goddard Space Flight Center

A mágneses pajzs nélkül ugyanis a marsi légkör a napszél teljes erejével szemben védelem nélkül maradt, ami felgyorsította az atmoszféra erőteljes erózióját és a bolygót átlendítette egy olyan fordulóponton, amikor a folyékony víz már nem tudott megmaradni a felszínén. "Ezek az eredmények alátámasztják a porlasztási folyamat szerepét a Mars légkörének elvesztésében és elősegítik a bolygó hidroszférája történetének feltérképezését is a vörös bolygón" - mondja Shannon Curry, a tanulmány vezető szerzője. Ahhoz, hogy teljes mértékben megbizonyosodjanak arról, hogy valóban a porlasztás volt-e a Mars hosszú távú éghajlatváltozásának az elsődleges mozgatórugója, a tudósoknak évmilliárdokat kell visszalépniük a múltba, modellek, izotópos adatok és ősi éghajlati nyomok segítségével.

                                              A Mars felszíne elett helyenként még most is kimutatható a vízjég                                           Fotó: Planetary Science Institute/Smithsonian Institution

Csak ezután lehet egzakt módon meghatározni, hogy a porlasztás  a marsi atmoszféra magasabb rétegeit érintette-e, vagy pedig ez a folyamat felelős a vörös bolygó ősi légkörének szinte teljes megsemmisüléséért. A Science Advances tudományos szaklapban május 28-án megjelent tanulmány teljes terjedelmében és angol nyelven itt olvasható el.

A Mars az ősi légkörét és hidroszféráját a friss kutatás szerint:

  • a korai és a mostaninál intenzívebb naptevékenység,
  • és mágneses terének összeomlása miatt vesztette el,
  • melynek következtében a Napból folyamatosan áramló nagy energiájú töltött részecskék kisöpörték a marsi atmoszféra gázainak és molekuláinak legnagyobb részét a világűrbe.

A téma legfrissebb hírei

Tovább az összes cikkhez chevron-right

Ne maradjon le a Magyar Nemzet legjobb írásairól, olvassa őket minden nap!

Google News
A legfrissebb hírekért kövess minket az Magyar Nemzet Google News oldalán is!

Címoldalról ajánljuk

Tovább az összes cikkhez chevron-right

Portfóliónk minőségi tartalmat jelent minden olvasó számára. Egyedülálló elérést, országos lefedettséget és változatos megjelenési lehetőséget biztosít. Folyamatosan keressük az új irányokat és fejlődési lehetőségeket. Ez jövőnk záloga.