Grupp NASA paleontolooge suutis Marsi lähedal asuva orbiidi satelliidi abil kindlaks teha, miks see planeet elutuks kõrbiks muutus. Teadlased jõudsid pärast päikesetuule mõjul kaotatud katastroofi mahtude kindlaksmääramist järeldusele, et sellest piisas, et vedel vesi Marsi pinnalt kaoks.
Marss on üks planeetidest, mis on Maale kõige lähemal. See planeet on mugavam inimestele, kes tulevikus tõenäoliselt saavad selle pinnal kõndida skafandrites, kui Veenus, kelle kuumale ja tihedale atmosfäärile ei suuda isegi uurimisautod vastu pidada. Lisaks voolasid uute teadusuuringute tulemuste kohaselt varem Punasel planeedil jõed ja õhk oli vähem haruldane. Eelkõige näitavad seda tohutute lainete jäljed, mis võisid põhjustada asteroidi kukkumise ja mis hiljuti avastati.
Võimalik, et piisav hapnik ja vesi lõid elamiskeskkonna. Mõned teadlased väidavad, et umbes 3,5–2,5 miljardit aastat tagasi võis sellel planeedil eksisteerida biosfäär. Kuid praegu on Marss kõrb, kus pole vett. Paleontoloogide sõnul kaotas Punane planeet mitukümmend miljonit aastat tagasi peaaegu täielikult oma vee. Dinosauruste olemasolu ajal Maal Marsil on täiesti võimalik, et mõned järved võiksid siiski säilida. Planeedi atmosfäär on väga haruldane, see koosneb peamiselt süsinikdioksiidist, seetõttu ei ole see võimeline võimalikke mikroobe ioniseeriva kiirguse eest kaitsma.
Teadlased on pikka aega toitnud, et leida vastus küsimusele, mis vallandas globaalse katastroofi, mis muutis veerikka planeedi tolmuseks kõrbeks. Teadlaste sõnul on vastuse leidmine äärmiselt oluline, see pole lihtsalt tühi uudishimu. Tänu sellele on võimalik mõista meie planeedi tulevikku, mis, nagu mõned teadlased usuvad, nägi Punane planeet kunagi välja. Paleontoloogide sõnul on peamine põhjus globaalse kliima järsud muutused, mis on tingitud atmosfääri kadumisest ja nõrgast elektromagnetväljast.
Praegu lahustub Marsi atmosfäär jätkuvalt kosmoses. Teadlased uurivad seda protsessi ning püüavad NASA kosmoseprojekti Mars Scout raames rekonstrueerida mineviku kliimamuutusi. Punase planeedi atmosfääri jälgimiseks saadeti talle satelliit MAVEN. Programmi peamine eesmärk on välja selgitada roll, mida gaasikadu mängis planeedi kõrbeks muutmisel.
Teadlased määrasid kadude mahu, arvutades raskete ja kergete isotoopide, eriti argooni suhte. Kosmosesse pääsev gaas kannab eemale peamiselt aatomite kerged tuumad, mille tagajärjel on Marsi atmosfääris ülekaalus rasked tuumad. Selle planeedi atmosfääris avastasid NASA spetsialistid nende suurenenud kontsentratsiooni juba 2013. aastal. Tänu 2014. aastal Marsi orbiidile viidud satelliidile MAVEN suutsid teadlased üksikasjalikumalt paljastada planeedi gaasimähise ülemistes kihtides toimuvad protsessid.
Ekspertide sõnul on argooni kosmosesse lendamise mehhanism üsna lihtne. Päikesetuule mõju tõttu kiirenevad ioonid, mis põrkuvad atmosfääri ülemises osas argooni aatomitega, visates need kosmosesse. See protsess on Ar36 ja Ar38 puhul sama. Kuid erinevused tekivad. Selle põhjus peitub selles, et isotoop Ar36 on kergem, mistõttu see tungib atmosfääri ülemisse ossa kiiremini. Selle tulemusel on eksobaasi tasemel teda väga palju. Sellest tasemest kõrgemal on osakesed võimelised planeedilt lahkuma ilma üksteisega kokku põrkamata. Seega läheb Ar36 isotoop kosmosesse palju kiiremini kui Ar38.
Isotoopide kontsentratsiooni määramiseks atmosfääris kasutasid teadlased Goddardi kosmosekeskusesse ehitatud ioonilist ja neutraalset massispektromeetrit. MAVEN-satelliit tegi mõõtmisi erinevatel kõrgustel, eriti Marsi pinnast umbes 150 kilomeetri kõrgusel. Seega määrasid teadlased turbopausi ja ökoaluse taseme. Turbopausi on atmosfääri kiht, mis asub homosfääri kohal, kus domineerib gaaside turbulentne segunemine, ja ka heterosfääri all, kus domineerib molekulaarne difusioon.
Reklaamvideo:
Turbopausi kõrgus määrati järgmiselt. Teadlased võtsid Marsi pinnalt N2 / Ar40 suhte, mis saadi Curiosity roveri abil. Tulenevalt asjaolust, et gaasid segunevad homosfääris hästi, peaks see suhe olema kuni turbopausini sama. Satelliit mõõtis seda suhet mitu korda erinevatel kõrgustel, mille tulemusel määrati korrelatsioon: mida suurem, seda suurem on lämmastiku ja argooni suhe. Teadlastel oli vaja ainult tulemused viia atmosfääri madalamatesse kihtidesse, kuna satelliit sinna ei pääsenud - kuni väärtuseni 1,25. Kõrgus, kus see juhtus, oli turbopaus.
Pärast eksabaasi ja turbopausi taseme määramist tuletasid teadlased argooni isotoopide omavahelise suhte. Nagu teadlased soovitasid, rikastati seda kihti Ar38-ga. Seda suhet kasutati gaasikadude mahu arvutamise aluseks. Tuli siiski arvestada tõsiasjaga, et osa isotoope võib atmosfääri sattuda vulkaanilise aktiivsuse, kivimite ilmastiku ja asteroidide mõju tõttu. Seega oli kogu perioodi jooksul kosmosesse läinud argooni fraktsiooni lõplik väärtus atmosfääris kogu gaasi koguses 66 protsenti.
Paleontoloogid kasutasid tulemusi teiste gaaside ligikaudsete kadude arvutamiseks. Nii jõudsid teadlased järeldusele, et atmosfääri ioonidega kokkupõrgete tagajärjel võib umbes 10-20 protsenti süsinikdioksiidist pääseda. Hapniku kadu oli katastroofilisem ja tagajärjed sõltusid sellest, milline gaas oli hapniku kadumise allikas. Juhul kui tegemist on süsinikdioksiidiga, on süsinikdioksiidi kadu umbes 30 korda suurem kui teadlaste hinnangul. Seega võib rõhk langeda rohkem kui ühe atmosfääri võrra. Samal juhul, kui hapnik oli veeauru koostises, olid veekadud suured.
Teadlased märgivad, et Punase planeedi varajane atmosfäär oli piisavalt tihe ja sisaldas piisavalt süsinikdioksiidi, et kasvuhooneefekti tõttu saaks planeedi pinnal vedelat vett olla. See uuring näitab, et Marsist on enamiku gaasikihi kadumise tagajärjel saanud kõrb. Ja seda arvestamata tõsiasja, et miljoneid aastaid tagasi oleks Päike võinud olla aktiivsem. Ja see suurendab ekspertide sõnul ainult kosmosesse puhutud atmosfääri mahtu.
