Americká sonda MAVEN byla vypuštěna v listopadu 2013 k Marsu s jediným hlavním úkolem – prozkoumat horní atmosféry Rudé planety a zjistit jejich složení i to, jak atmosféra reaguje na vnější vlivy – především pak na proud nabitých částic z naší nejbližší hvězdy zvaný Sluneční vítr. Sonda díky tomu podnikla několik zanoření do horních vrstev atmosféry, kde prováděla rozbory. Na včerejší tiskové konferenci tak mohli odborníci oznámit, že konečně mají k dispozici dostatek dat, aby mohli vysvětlit procesy, které vedly k proměně původně teplého a vlhkého prostředí, kde mohl vzniknout život, na dnešní chladný a suchý svět.
O tom, že nabité částice Slunečního větru očesávají horní vrstvy marsovské atmosféry se už vědělo dříve. MAVEN hlavně umožnil výzkumníkům přesně specifikovat množství plynů, o které planeta tímto procesem přichází. Data zároveň potvrzují dříve předpokládaný fakt, že množství ztracených plynů velmi výrazně roste během solárních bouří, kdy Slunce vyvrhuje více nabitých částic.
Zdroj: http://svs.gsfc.nasa.gov/
„Vypadá to, že Mars opravdu měl tak hustou atmosféru, že umožňovala přítomnost kapalné vody, což je klíčová složka nutná pro vznik života, tak jak jej známe,“ říká astronaut a zástupce administrátora NASA pro vědu John Grunsfeld. „Tím, že pochopíme procesy, které způsobily, co se stalo s atmosférou Marsu zlepší naše obecné znalosti o dynamice a formování všech planetárních atmosfér obecně,“ dodává Grunsfeld.
Zdroj: http://svs.gsfc.nasa.gov/
MAVEN a jeho citlivé přístroje změřily, že solární vítr odebírá z atmosféry Marsu zhruba 100 gramů plynů za sekundu. „Stejně jako když zloděj každý den krade drobné z pokladny, po čase začne být ztráta výrazná,“ nachází zajímavou paralelu Bruce Jakosky, hlavní výzkumník v projektu MAVEN z University of Colorado ve městě Boulder. Z toho, co víme o Slunci a jeho vývoji se zdá, že v době, kdy byla naše hvězda mladší – tedy před několika miliardami let – tak byla i aktivnější. Tím pádem musela být výraznější i eroze Slunečního větru – podobně jako to nyní pozorujeme při solárních bouřích.
V březnu letošního roku totiž Mars zasáhla série takových bouří a citlivé přístroje sondy MAVEN okamžitě zaznamenaly vyšší ztráty v atmosféře. Právě vyšší solární aktivita spojená s vyššími ztrátami plynů zřejmě stojí za výraznou změnou marsovského klimatu. Sluneční vítr je proud nabitých částic tvořený hlavně protony a elektrony, který tryská ze sluneční atmosféry a dosahuje rychlosti více než 1,5 milionu kilometrů za hodinu. Magnetické pole vznikající průletem kolem Marsu, generuje elektrické pole, které dále urychluje ionty (nabité částice plynů) v horních vrstvách atmosféry Marsu a vystřeluje je do vesmíru.
Sonda MAVEN detekovala tři hlavní oblasti, ve kterých dochází k největším ztrátám – první dostala název ohon a táhne se za planetou – tudy se ztrácí 75% všech plynů. Necelých 25% je unášeno výtrysky u pólů. Zbytek pak patří do rozšířeného oblaku plynů kolem Marsu.
Vědci měli už dříve informace o tom, že na Marsu tekla voda – ať už hovoříme o dnes vyschlých řekách, či údolích, které si zachovaly svůj typický tvar, nebo o výzkumu, který dělá vozítko Curiosity – jeho analýza odvrtaných hornin ukázala, že zdejší materiály vznikaly ve vodním prostředí. Ostatně nedávný objev tekoucí vody na Marsu pomocí dat ze sondy MRO jen doplňuje celou mozaiku historie planety.
Zdroj: http://svs.gsfc.nasa.gov/
Všechno nyní ukazuje na to, že Mars byl před miliardami let velmi podobný Zemi – měl jezera, řeky, možná dokonce oceán. Dnešní podmínky ale neumožňují, aby se tu dlouhodobě vyskytovala voda. Je proto na místě ptát se proč k tomu došlo. Co způsobilo, že Mars o atmosféru přišel, zatímco Země si ji zachovala. Na tyto otázky zatím neznáme přesnou odpověď, ale všichni asi tuší, odkud vítr fouká. Svou roli sehrála absence magnetického pole, které chrání Zemi kromě jiného před účinky Slunečního větru.
Ale MAVEN nezkoumá jen erozi vlivem Slunečního větru, byť jde o nejvýznamnější faktor při ztrátě plynů z atmosféry. Americká sonda zkoumá třeba i ztrátu plynů způsobenou přímým dopadem iontů nebo únik vodíkových atomů. MAVEN je první sondou, která byla poslána k Marsu čistě za účelem zkoumání atmosféry. Měla zjistit kolik plynů a vody planeta v minulosti ztratila i to, jaký vliv má Slunce na změny v atmosféře. Aktuální data a s nimi spojené objevy ukazují, že stroj pracuje správně a zadané úkoly plní podle očekávání. Primární vědecká fáze sondy skončí 16. listopadu, ale dá se očekávat její prodloužení, které by umožnilo lépe prozkoumat všechny procesy v delším časovém horizontu.
Zdroje informací:
http://www.nasa.gov/
http://svs.gsfc.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a004300/a004370/Mars_Solar_Storm_Ion_Loss_print.jpg
http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a004300/a004370/Mars_Ion_Escape_Low_High_print.jpg
http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a004300/a004370/still_just_chart_withMars.5200_print.jpg
http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a004300/a004370/Mars_vs_Earth_Solar_Wind_print.jpg
Vodní plochy zřejmě zmizely kvůli absenci správného atmosférického tlaku, který odešel spolu se ztrátou husté atmosféry. Ta zase zmizela následkem devastace slunečním větrem, který je tak účinný z důvodu velmi slabého magnetického pole. To však v minulosti bylo bylo dostatečně silné a možný život na planetě chránilo. Toto bychom asi měli poskládáno. Zbývá zjistit, proč zmizelo magnetické pole.
Absence velkého měsíce, který by slapovými silami rozpaloval jádro?
Díky za článek Dušane. Ono se vlastně poprvé empiricky měřitelně potvrdilo to, co se už delší dobou teoreticky předpokládalo. Zrovna toto téma mě dlouhodobě zajímá. Ono to potažmo souvisí i s některými tématy – jako žhavosti jádra planety ve vztahu k existenci dynama vytvářejícího ochrané magnetické pole chránící mj. atmosféru právě před dopadem částic slunečního větru, což potažmo zase souvisí s deskovou tektonikou, sopečnou činností, atd. Mars je o dost menší než Země a proto pravděpodobně jeho dynamo vychladlo mnohem rychleji, došlo k ukončení deskové tektoniky a sopečné činnosti, která významně doplňuje atmosféru + navíc vnitřek Marsu nemasírují a nezahřívají slabé slapové síly jako to je u Země díky Měsíci (vliv dvou „měsíců“ Marsu je v tomto ohledu naprosto zanedbatelný).
Ono je asi více faktorů, které mají vliv na udržení atmosféry, nežli je jen vlastní gravitace tělesa. Je to asi i o dpolňování atmosféry, protože ta i ze Země uniká v menším množství uniká – i za Zemí existuje určitý ohon. Navíc geologicky aktivnější planeta má i vulkanickou činnost, která dodává do atmosféry dostatek různých plynů. U měsíců plynných obrů je vnitřní dynamo stále zahříváno slapovými silami, protože jinak by tato mnohem menší tělesa musela vychladnout dříve než Mars. Otázka, nakolik je Mars ještě geologicky živý je navíc zatím věcí dlouhodobějších pozorování, než je posledních 100 let, protože např. sopky na Zemi dlouho spí a probouzí se v dlouhodobějších cyklech. Na přesný výsledek by to chtělo jednak dlouhodobější pozorování a pak také víc než povrchový výzkum. Svou roli asi hraje i složení atmosféry a povrchová teplota planety.
Pohled do historie Marsu :
http://vtm.e15.cz/pojdme-udelat-z-marsu-novou-zemi
Rádo se stalo. Aktuální data potvrdila správnost našich dosavadních hypotéz a navíc přidala i konkrétní čísla, nebo lepší pochopení celého mechanismu včetně objevení oblastí, odkud jsou plyny nejvíce odebírány.
Vzpoměl jsem si na jednu teorii. A ta říká, že Mars zachytil na svojí oběžnou dráhu dostatečně velké těleso na to, aby slapovými silami „nastartovalo“ magnetické dynamo planety. A mohla vzniknout hustá atmosféra, kapalná voda atd. Ale těleso kvůli své orbitě, která se pomalu přibližovala k Marsu narazilo do Marsu, což by i vysvětlovalo, že se hemisféry Marsu liší. Po nárazu mohla ještě být pár milionů let hustá atmosféra a voda, ale dynamo zhaslo a atmosféra se vystavila napospas slunečnímu větru…. Vím, že je to scifi, ale jestli chceme teraformovat Mars na více jak 1-2 století chtělo by to znovu nastartovat ono dynamo…. Kolik deltaV je nutno na přelet Callisto z oběžné dráhy Jupiteru na oběžnou dráhu Marsu? 😀
Zajímavá teorie.
A u zmínky o změně oběžné dráhy Callisto jsem si vzpomněl na tohle video 🙂 – https://www.youtube.com/watch?v=G01NoaTM46o
Velice dobrý vkus na videa! 😉
Scott Manley je mým oblíbencem, kterého moc rád sleduji. 😉
Venuše?
nemá měsíc, nemá skoro magnetosféru… je mnohem blíže slucni. Asi ta velká hmota drží horkou atmosféru
JEŠTĚ K TERAFORMACI MARSU
Já osobně bych se snažil v budoucnu zvýšit hmotnost Marsu tím, že bych na něj naváděl asteroidy s pásu mezi ním a Jupiterem, což je patrně stejně hmota, která by mu patřila, kdyby ho neokradl Jupiter ..
Ale něco takového je zatím sci fi a při současných investicích do kosmonautiky i dlouho bude. Bude to chtít hodně peněz a zdrojů a jakmile se lidé jednou na Marsu usídlí, pak už bude pozdě, to už tam zádné balvany nikdo házet nebude, i když Phobos stále klesá a jednou na planetu dopadne ..
Navíc si musíme uvědomit, že ve scifi filmech je proces teraformace zobrazován jako něco co proběhne relativně rychle, ale ve skutečnosti tyto podobné analogické geologické procesy na zemi trvaly stamiliony a miliardy let a není důvod si myslet, že by to na Marsu trvalo nějak zásadně rychleji, takže kdyby lidstvo náhle či poměrně rychle potřebovalo z nějakých důvodů Mars k vystěhování či coby regulaci přebytků přelidněné Země, takt snaha o teraformaci nepřichází vůbec v úvahu, protože na něco takového prostě lidstvo nebude mít čas – taková příprava planety je běh na dlouhou míli a to zde říšíme něco, co by se mohlo teoreticky stát až v době, kdy je otázkou, zdali zde na Zemi lidský druh ze na Zemi zcela jiných (ekologických, zdrojových, atd.) a dalších závažných důvodů ještě vůbec bude.. takže i kdbyby se to podařilo někdy realizovat, jakože v možnostech budoucí vědy nelze vyloučit skoro vůbec nic (ale je opět otázka sociální spravedlnosti a rovnosti = zdali výhody těch budoucích technologií a výzkumů budou k dispozici všem, nebo jen těm, co na to budou mít), tak je to otázka tak vzdálené (i geologicky) budoucnosti, že to teď krom scifi námětů asi vůbec nemá cenu řešit.. při současných škrtech a úsporách, kdy se spíš stále oddaluje vyslání samotné lidské posádky na Mars je to úplně bezpředmětné = nikdo z nás, ani z dětí našich dětí se něčeho takového z nějvětší pravděpodobností nedožije a lidstvo pokud bude chtít přežít na přelidněné planetě při stále rychleji se tenčících zdrojích bude muset zatím hledat jiné, rychlejší, reálnější cesty než terraformaci planet..
KE SLAPOVÝM SILÁM MĚSÍCE
existují teorie a výsledky některých měření (či analogické předpoklady srovnávající podobný efekt např. u měsíců plyných obrů jako Jupiter či Saturn na vnitřní teplo jejich malých měsíců) a další výpočty a předpoklady, které ukazují, že i malé slapové síly našeho malého Měsíce přesto mají určitý podíl na zvyšování životnosti dynama Země = tyto i když poměrně malé slapové síly (na rozdíl od třeba Jupiterových) přesto vlivem přitažlivosti „mačkají“ Zemi, mají vliv nejen na příliv a odliv, ale i na zdvihání a stlačování tenčích tektonických desek oceánského dna, čímž vzniká zákonitě (i podle teoretických modelů a výpočtů) určité tření a jako jeho následný odpadový produkt i teplo – takže potažmo i malé slapové síly našeho Měsíce přece jen nitro naší Země do nějaké míry ohřívají, či mu pomáhají udržet si tak teplo déle. Ale těch vlivů a proměnných je ještě mnohem více a tohle je poměrně zjednodušené vysvětlení (určité slapové síly na Zemi vyvolává i Slunce, známý je i součet přitažlivosti Slunce a Měsíce v jedné ose, kdy vnikají tzv. obří přílivy a odlivy + větši zdvyhy či zatlačení na druhé straně oceánského dna). Také se ale z hlediska poměrně krátkodobých měření (extrapolovaných pak na dlouhou minulost i budoucnost) tvrdí, že Měsíc se os Země stále vzdaluje – i když jen velmi pomalu, asi 3,72 cm ročně, což je vliv zvájemné gravitační provázanosti soustavy Země – Měsíc, což zase zpomaluje rotaci Země kolem osy a prodlužuje postupně délku dne, atd., atd. Samozřejmně je otázka, zda jsou takové dlouhodobé extrapolace krátkodobých měření opodstatněné z hlediska nějakých dlouhodobějších cyklů a výkyvů, které ještě nemusíme být z hlediska našich poměrně krátkodobých měření být schopni zaznamenat..