Слънчевият вятър и радиацията са виновниците за това, че на Марс няма атмосфера. Те са превърнали планетата от такава, която е можела да поддържа форми на живот в продължение на милиарди години в един мъртъв, пустинен свят, твърдят нови резултати от мисията MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission) на NASA, провеждана от University of Colorado Boulder.
„Успяхме да определим, че по-голямата част от газовете, които някога са присъствали в атмосферата на Марс са били изгубени в космоса“, казва Брус Акоски, главен изследовател на MAVEN и професор към Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP). „Екипът направи тези изводи на база последните получени резултатти, което от своя страна разкрива, че около 65% от аргона, който някога е бил част от атмосферата на Марс, е изгубен в открития космос.“
Якоски е водещ автор на научен труд по повод това изследване, което е публикувано в сп. Science. Марек Слипски, последна година студент в LASP, е съавтор на изследването.
Членовете на екипа на MAVEN И преди са обявявали измервания, сочещи, че атмосферния газ е бил изгубен в космоса и които описвали процесите, вследствие на които атмосферата е била унищожена. Сегашните анализи използват замервания от настоящата атмосфера, за да предоставят приблизителна оценка за това какво количество газове е било изгубено с течение на времето.
Течната вода, една от най-важните предпоставки за наличието на живот, днес не е стабилна върху повърхността на Марс, защото атмосферата е много студена и разредена, за да я поддържа в течно състояния.
Доказателства обаче за това, че някога в древността на Марс е имало течна вода, когато климатът е бил много по-различен (бил е достатъчно топъл, за да има течна вода на повърхността за дълги период от време), съществуват – на Марс има формирования, които представляват пресъхнали реки, има и минерали, които се формират единствено при наличието на течна вода.
Има много начини, по които дадена планета може да изгуби част от атмосферата си. Например, дадени химични реакции могат да заключат газовете в скалите по повърхността на планетата или атмосферата би могла да бъде разрушена от радиация или от вятър, идващ от звездата на тази планета.
Новите резултати разкриват, че слънчевият вятър и радиацията са отговорни за по-голямата част от загубата на атмосферата на Марс и че тази загуба е била достатъчен фактор за промяната на климата на планетата.
Слънчевият вятър представлява леко течение на газ, който е проводник на електричество и постоянно духа от повърхността на Слънцето.
Младите звезди излъчват ултравиолетови лъчи далеч по-интензивно и ветровете им са по-силни, което означава, че загубата на атмосферата на Марс се е случила много отдавна в историята на планетата, а тези процеси може да са били доминиращите такива, които да са контролирали какъв да бъде климата и дали планетата ще може да бъде обитаема, казват учените.
Възможно е различни микроорганизми да са населявали повърхността на Марс много, много отдавна. Докато планетата се охлаждала и ставала все по-суха, е възможно всички форми на живот да са били принудени да слязат под повърхността на Марс или да се преместят в рядко срещаните оазиси.
Якоски и неговият екип получили резултатите, като замерили атмосферното съдържание на два различни изотопа на аргона. Изотопите са атоми, различаващи се по своята маса. Тъй като по-лекият от двата изотопа отива в космоса по-лесно, отколкото другия, то той ще остави аргона, останал в атмосферата по –богат на по-тежкия изотоп.
Екипът използвал този факт заедно с данните за това как се променяло съдържанието на аргон в атмосферата в зависимост от височината, за да оценят какво количество от този газ е бил изгубен в открития космос.
Тъй като аргонът е вид благороден газ, той не може да направи химическа реакция, така че е нямало как да бъде отложен в скалите и единственият процес, който е можел да го изпрати в космоса е било, така нареченото „разпрашване“ от слънчевия вятър.
При разпрашването йоните, носещи се със слънчевия вятър, се удрят в Марс с много голяма скорост и физически се блъскат в газа, изпращайки го в космоса. Екипът избрал да изследва аргона, защото той може да бъде изведен от атмосферата единствено вследствие на разпрашване.
Щом веднъж успели да определят количеството аргон, което било изгубено вследствие на разпрашването, те можели да използват ефикасността на това разпрашване, за да определят каква е била загубата на други атоми и молекули, в това число на въглеродния диоксид (CO2).
Въглеродният диоксид е представлявал интерес за учените, защото той е един от основните газове, съдържащи се в атмосферата на Марс и защото той е ефикасен вид парников газ, който може да поддържа топлината и да затопли планетата.
„Успяхме да определим, че голяма част от въглеродния диоксид на планетата също е бил изведен в открития космос вследствие на разпрашването“, казва Якоски. „Има и други процеси, които могат да доведат до изчезването на въглеродния диоксид, така че това ни дава информация какво е било и минималното количество въглероден диоксид, което е можело да бъде изведено в космоса.“
Екипът направил изчисленията си, използвайки данни от горната част на атмосферата на Марс от Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS) на MAVEN и данните, взети от повърхността на Марс от NASA с помощта на Sample Analysis at Mars (SAM), който се намира на борда на роувъра Curiosity.
„Комбинираните замервания способстват за по-доброто определяне на това колко точно аргон от атмосферата на Марс е бил изведен в открития космос в продължение на милиарди години“, казва Пол Махафи, част от екипа на Goddard Space Flight Center към NASA, намиращ се в Грийнбърт, щата Мериленд.
Махафи, съавтор на научния труд, е главен изследовател с инструмента SAM и води изследванията, които се правят с помощта на NGIMS, като и двата инструмента са разработени на борда на Goddard на NASA.
„Използването на замерванията и от двете платформи показва какви са ползите от това да има две мисии, които правят взаимодопълващи се замервания“, казва Махафи.
Goddard на NASA управлява проектът MAVEN и MSL, а Curiosity управлява от лабораторията Jet Propulsion Laboratory, намираща се в Пасадена, Калифорния.
