Mars nie jest geologicznie martwy, tylko uśpiony. Co wykryła Sonda ExoMars?

Sonda ExoMars wykryła, że nad szczelinami na zboczach marsjańskiego wulkanu jest obecny chlorowodór. Jak wyjaśnił prof. Daniel Mege z Centrum Badań Kosmicznych (CBK) PAN, jest to wskazówka, że gaz ten może pochodzić z działalności wulkanicznej, bo Mars nie jest geologicznie martwy, tylko uśpiony.

Prof. Mege z CBK PAN i Uniwersytetu w Bernie (Szwajcaria) jest naukowcem interdyscyplinarnym misji ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). Badacze przeanalizowali dane zebrane przez tę sondę w dolnych warstwach atmosfery Marsa, a wyniki badań ukazały się 4 listopada w czasopiśmie „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 prof. Mege.

Uściślił, że stężenie HCl w atmosferze Marsa jest rzędu 2 ppbv (części na miliard objętościowo – ang. parts per billion by volume), czyli na miliard cząsteczek powietrza przypadają ok. dwie cząsteczki chlorowodoru.

Opowiadał, że chociaż Mars ma największe wulkany w naszym Układzie Słonecznym, obecnie nie obserwujemy ich aktywności. – Wykryte ślady chlorowodoru znajdują się w spękanej strefie związanej z jednym z największych pod względem powierzchni wulkanem Marsa, Alba Mons. Jego aktywność, która rozpoczęła się 3,7 mld lat temu, początkowo była bardzo intensywna, a z czasem ustała – opisał badacz.

Jego zdaniem wiele wskazuje na to, że wulkany na Marsie nie są wygasłe, tylko uśpione. – Tak jest przynajmniej w miejscu, w którym zidentyfikowaliśmy HCl. Nasze odkrycia sugerują też, że wnętrze Marsa jest nadal gorące. Wcześniej, dzięki misji lądownika InSight (ang. Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) przeprowadzonej przez NASA, dowiedzieliśmy się, że w marsjańskiej skorupie występują czynniki sejsmiczne, które powodują jej deformację i pękanie. Teraz wiemy też, że jest tam wystarczająco dużo ciepła, by sądzić, że wewnątrz Czerwonej Planety nadal znajduje się płynna magma – ocenił prof. Mege.

Podkreślił, że zawartość HCl w marsjańskiej atmosferze ma charakter sezonowej anomalii. Chlorowodór na półkuli północnej zwykle osiąga maksimum zimą (która na półkuli północnej trwa ok. 154 ziemskie dni), latem niemal całkowicie znika. Jak tłumaczył ekspert, wiąże się to m.in. z cyklem pyłu i wody na Marsie. Jednak wczesnym latem nad szczelinami na zboczach wulkanu Alba Mons chlorowodoru jest więcej.

– Jedna z możliwych interpretacji jest taka, że zimą, gdy temperatura spada tam do ok. minus 120 st. C, 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 prof. Mege.

Dodał, że drugim możliwym wytłumaczeniem tego zjawiska są warunki, które sprzyjają obserwacjom prowadzonym przez sondę: – Aby spektrometry mogły wykryć HCl, potrzeba czystej atmosfery, a taka pojawia się właśnie latem, kiedy spada ilość pyłu.

Czasową koncentrację chlorowodoru zarejestrowała aparatura Atmospheric Chemistry Suite (ACS) sondy TGO – spektrometry podczerwieni. Z kolei stereoskopowa kamera CaSSIS (ang. Colour and Stereo Surface Imaging System) uwidoczniła świeże szczeliny i przebarwienia powierzchni w rejonie Alba Mons.

Według naukowca kolejne badania dotyczące chlorowodoru w atmosferze Marsa mogą też dać pewne wskazówki na temat życia, które być może tam istniało. – 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.

Dodał, że do powstania życia potrzebne są m.in. woda, odpowiednie ciśnienie i substancje chemiczne, w tym „cegiełki życia”, czyli zasady azotowe (DNA i RNA), które mogą pochodzić na przykład z meteorytów. – 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.

Prof. Daniel Mege poinformował, że w CBK PAN pokieruje kolejnym, finansowanym z Narodowego Centrum Nauki projektem, który posłuży m.in. lepszemu zrozumieniu sezonowości w koncentracji chlorowodoru w atmosferze Marsa. – 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 misji ExoMars TGO.

Opowiadał, że tę hipotezę potwierdziły kolejne obserwacje, które nie zostały uwzględnione w materiale w „Science Advanced”, bo dane wpłynęły, gdy artykuł był już gotowy do publikacji.

W ramach nowego projektu badacze zamierzają jeszcze w tym roku przeprowadzić serię eksperymentów laboratoryjnych. Sprawdzą m.in. to, w jaki sposób HCl odgazowywany z magm oddziałuje z bogatym w lód podłożem, zanim ucieknie do atmosfery. Jak zaznaczono w opisie projektu, pozwoli to zaproponować wiarygodny mechanizm przesiąkania gazów wulkanicznych i ustalić, czy Mars może być czwartym – po Ziemi, księżycu Jowisza Io i Wenus – skalistym ciałem Układu Słonecznego, na którym trwa aktywność wulkaniczna.

– Mam nadzieję, że pewnego dnia, gdy będziemy dysponować licznymi danymi eksperymentalnymi i obserwacjami, zrozumiemy, co naprawdę dzieje się na Marsie – podsumował prof. Daniel Mege.

Anna Bugajska (PAP)