Zespół badaczy przeanalizował dane zgromadzone przez sondę ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) w niższych warstwach marsjańskiej atmosfery. Rezultaty tych prac zostały opublikowane w środę na łamach czasopisma "Science Advances".
- Sonda zarejestrowała obecność chlorowodoru (HCl) w marsjańskiej atmosferze. Ten gaz, jak możemy przypuszczać, najprawdopodobniej pochodzi z komory magmowej, znajdującej się pod powierzchnią, a więc w skorupie Marsa - tłumaczył w rozmowie z PAP Profesor Daniel Mege, związany z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz Uniwersytetem w Bernie w Szwajcarii.
Badacz wyjaśnił, że stężenie HCl w atmosferze Czerwonej Planety wynosi około 2 części na miliard objętościowo. Oznacza to, że na miliard cząsteczek marsjańskiego powietrza przypadają mniej więcej dwie cząsteczki chlorowodoru.
>>> CZYTAJ TEŻ: Spłonął po 22 latach służby. Swift wrócił na Ziemię
Na Marsie są największe wulkany w Układzie Społecznym
Mars jest miejscem występowania największych wulkanów w Układzie Słonecznym, choć współcześnie nie obserwuje się ich aktywności. Ślady HCl wykryto jednak w spękanym obszarze związanym z Alba Mons, jednym z największych pod względem powierzchni marsjańskich wulkanów.
- Jego aktywność rozpoczęła się około 3,7 miliarda lat temu. Początkowo była bardzo intensywna, a następnie stopniowo wygasała - tłumaczył badacz.
Zdaniem naukowca istnieją przesłanki, by sądzić, że marsjańskie wulkany nie wygasły całkowicie, lecz pozostają w stanie uśpienia. Dotyczy to przynajmniej badanego obszaru, gdzie stwierdzono obecność HCl. Wyniki mogą również świadczyć o tym, że wnętrze planety wciąż zachowuje wysoką temperaturę. Wcześniej misja lądownika InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) NASA przyniosła informacje o procesach sejsmicznych zachodzących w skorupie Marsa, które prowadzą do jej deformowania i powstawania pęknięć.
- Teraz wiemy też, że jest tam wystarczająco dużo ciepła, by sądzić, że wewnątrz Czerwonej Planety nadal znajduje się płynna magma - ocenił prof. Mege.
>>> CZYTAJ TEŻ: Może dołączyć do Plutona. W Układzie Słonecznym mamy kandydatkę na planetę karłowatą
Gaz nie utrzymuje się w atmosferze ciągle. Znika latem
Obecność chlorowodoru w marsjańskiej atmosferze nie jest jednak stała - ma ona charakter sezonowej anomalii. Na półkuli północnej Marsa największe stężenie HCl przypada zazwyczaj na zimę, trwającą tam około 154 ziemskich dni. Latem gaz prawie całkowicie zanika. Ma to związek między innymi z sezonowym cyklem pyłu oraz wody. Wyjątkiem jest początek lata, kiedy nad szczelinami znajdującymi się na zboczach Alba Mons obserwuje się podwyższoną ilość chlorowodoru.
- Jedna z możliwych interpretacji jest taka, że zimą, gdy temperatura spada tam do ok. minus 120 stopni Celsjusza, otwory i szczeliny w skałach zatyka lód, więc HCL gromadzi się pod powierzchnią, jest też łatwo wychwytywany przez cząsteczki lodu. Kiedy temperatura wzrasta, zmarzlina wyparowuje przez sublimację, odblokowuje otwory w skałach i uwalnia gaz - opisywał Mege.
Istnieje również inne możliwe wyjaśnienie obserwowanego zjawiska. Może ono wynikać z warunków atmosferycznych, które latem ułatwiają aparaturze sondy wykrywanie chlorowodoru.
- Aby spektrometry mogły wykryć HCl, potrzeba czystej atmosfery, a taka pojawia się właśnie latem, kiedy spada ilość pyłu - powiedział naukowiec.
Okresowy wzrost stężenia HCl został wykryty przez instrument Atmospheric Chemistry Suite (ACS) znajdujący się na pokładzie TGO. W jego skład wchodzą spektrometry pracujące w podczerwieni. Jednocześnie stereoskopowa kamera CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) zarejestrowała w rejonie Alba Mons świeże pęknięcia oraz zmiany zabarwienia powierzchni.
>>> CZYTAJ TEŻ: Odkryto nową kometę. "Szczęśliwy zbieg okoliczności"
Dalsze badania dostarczą ważnych informacji o dawnym życiu
Dalsze badania chlorowodoru w atmosferze Marsa mogą - zdaniem Mege’a - dostarczyć także informacji istotnych z punktu widzenia poszukiwań śladów dawnego życia.
- Aktywny system magnetyczny, ciepło płynnej magmy i pewna ilość wody w skorupie sprawiają, że może powstać system hydrotermalny. A kominy hydrotermalne na dnie oceanów są uważane za jedno z najbardziej prawdopodobnych miejsc, gdzie narodziło się życie na Ziemi. Być może tak samo mogło to wyglądać na Marsie - zaznaczył.
Do pojawienia się życia potrzebnych jest jednak wiele czynników. Należą do nich między innymi woda, właściwe ciśnienie oraz odpowiednie związki chemiczne. Wśród nich są "cegiełki życia", takie jak zasady azotowe wchodzące w skład DNA i RNA. Materia tego rodzaju mogła trafić na Marsa choćby wraz z meteorytami.
- Ale to nie wystarczy. Potrzeba również czasu, by zbudować cząsteczki niezbędne do powstania życia i utrzymania stabilnych, sprzyjających mu warunków, być może przez miliony lat - stwierdził badacz.
>>> CZYTAJ TEŻ: Trzy planetoidy nazwane na cześć Polaków
Prowadzone będą kolejne badania
Mege zapowiedział również kolejny projekt badawczy, którym będzie kierował w CBK PAN. Przedsięwzięcie zostanie sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki i ma pomóc m.in. dokładniej wyjaśnić sezonowe zmiany stężenia chlorowodoru w marsjańskiej atmosferze.
- Chcemy zdobyć więcej danych, ponieważ te, które opublikowaliśmy w artykule, dotyczą ośmiu wykrytych sygnałów HCl w atmosferze. Wszystkie są spójne, błąd pomiaru jest niewielki, ale to tylko osiem pomiarów o charakterze lokalnym. Potrzebujemy więc wielu kolejnych lat na orbicie, aby uzupełnić te informacje i sprawdzić, czy obecność chlorowodoru zawsze wiąże się ze zjawiskami wulkanicznymi lub deformacjami tektonicznymi - podkreślił naukowiec.
Jak przekazał badacz, następne obserwacje przyniosły wyniki zgodne z postawioną hipotezą. W ramach kolejnego projektu naukowcy planują jeszcze w tym roku serię eksperymentów laboratoryjnych. Jednym z celów będzie sprawdzenie, jak chlorowodór uwalniany z magmy zachowuje się podczas kontaktu z podłożem bogatym w lód, zanim przedostanie się do atmosfery.
>>> CZYTAJ TEŻ: Wyjątkowy szybki błysk radiowy. Pochodzi z czasów, gdy Wszechświat był młody
Badania mają pomóc w opracowaniu wiarygodnego modelu przenikania gazów pochodzenia wulkanicznego przez marsjańskie podłoże. Naukowcy chcą również ustalić, czy Mars może być czwartym znanym skalistym ciałem Układu Słonecznego, po Ziemi, księżycu Jowisza Io oraz Wenus, na którym wciąż zachodzi aktywność wulkaniczna.
- Mam nadzieję, że pewnego dnia, gdy będziemy dysponować licznymi danymi eksperymentalnymi i obserwacjami, zrozumiemy, co naprawdę dzieje się na Marsie - podsumował Mege.