Wiatr słoneczny niszczy atmosferę Marsa

Wiatr słoneczny niszczy atmosferę Marsa

21.11.2008

Naukowcy odkryli nowe dowody pokazujące jak wiatr słoneczny zdziera atmosferę Marsa. Nie zachodzi to w procesie delikatnej i ciągłej erozji, lecz w procesie zrywania, w których fragmenty atmosfery czerwonej planety odłączają się i wylatuję w przestrzeń międzyplanetarną. To zadziwiające zjawisko może pomów w rozwiązaniu jednej z zagadek Marsa.

„Proces ten wyjaśnia dlaczego Mars ma tak mało powietrza „- mówi David Brain z Uniwersytettu Kalifornia w Berkeley, prezentujący wyniki podczas Warsztatów Plazmowych w Huntsville (2008 Huntsville Plasma Workshop).

Miliardy lat temu Mars otulała zdecydowanie gęstsza atmosfera. Starożytne kanały rzeczne i niecki jezior ukazują planetę pokrytą obficie wodą i otuloną atmosferą wystarczająco gęstą, by woda ta natychmiast nie odparowała w kosmos. Niektórzy astronomowie uważają, że ówczesny Mars miał atmosferę równie gęstą jak Ziemia. Dzisiaj jednak wszystkie te rzeki i jeziora są suche, a ciśnienie na powierzchni Marsa jest 100 razy niższy niż na Ziemi. Szklanka wody wystawiona praktycznie w dowolnym miejscu czerwonej planety natychmiast zagotowałaby się i wyparowała.

Zatem co stało się z powietrzem? Naukowcy rozważają rozmaite teorie. Asteroida uderzająca dawno temu w Marsa mogła zniszczyć część marsjańskiej atmosfery w pojedynczym katastrofalnym zderzeniu. Ubytek mógł też być powolny i stopniowy – w wyniku miliardów lat oddziaływania wiatru słonecznego. Mogła też zaistnieć kombinacja obu mechanizmów.

Brain odkrył nowy mechanizm – proces codziennego zdzierania będący pośrednim między modelami wielkiego kataklizmu i powolnej erozji. Danych dostarczył niefunkcjonujący już orbiter Mars Global Surveyor (NASA MGS).

W 1998 roku MGS odkrył, że Mars otacza bardzo dziwne pole magnetyczne. Zamiast globalnego bąbla magnetosfery takiego jaki chroni Ziemię, pole magnetyczne Marsa ma kształt magnetycznych parasoli, które wyrastają z powierzchni planety i sięgają powyżej atmosfery. Parasoli tych naliczono wiele tuzinów i pokrywają one około 40% powierzchni planety, głównie jej południowej półkuli.

Do tej pory naukowcy sądzili, że parasole te chroną marsjańską atmosferę, osłaniając ją przed wiatrem słonecznym. Według Braina dzieje się coś wprost przeciwnego: „To właśnie w obszarach parasoli całe fragmenty atmosfery są wydzierane planecie.”

Brain dokonał odkrycia podczas przeglądania archiwalnych danych sensorów pola i cząsteczek sondy Mars Global Surveyor. „Mamy pomiary z 25 000 orbit” – mówi Brain. W tym czasie MSG przelatywał wielokrotnie przez górne rejony parasoli magnetycznych. Brain zauważył, że pola magnetyczne parasoli łączyły się z polem magnetycznym wiatru słonecznego w procesie nazywanym przez fizyków „magnetyczną rekoneksją”. Co dzieje się dalej nie jest na 100% pewne, ale dane MGS zgadzają się z następującym scenariuszem:

„Połączone pola owijają się wokół paczek gazu w górnej warstwie atmosfery Marsa tworząc coś na kształt magnetycznej kapsuły o szerokości tysięcy kilometrów, w której zamknięte zostaje zjonizowane powietrze „- mówi Brain. -” Ciśnienie wiatru słonecznego odrywa następnie taką kapsułę i wywiewa ją z okolic Marsa wraz z ładunkiem powietrza. Brain odkrył wiele przykładów tego procesu. Kapsuły magnetyczne – plazmoidy – najczęściej odrywane są nad południowym biegunem Marsa, ponieważ właśnie tam znajduje się najwięcej magnetycznych parasoli.

Brain nie jest gotów stwierdzić, że zagadka brakującej marsjańskiej atmosfery została rozwiązana. „Wciąż nie wiemy jak często tworzą się plazmoidy i jak dużo gazu zawierają „- mówi. Problem w tym, że MGS nie był projektowany do badania tego zjawiska. Pojazd wyposażono jedynie w instrumenty mierzące elektrony, a nie cięższe jony, które zapewne stanowią większość uwięzionego w kapsułach gazu. „Jony i elektrony nie zawsze zachowują się w ten sam sposób „- ostrzega. Ponadto MGS badał parasole na stałych szerokościach geograficznych i o tych samych porach czasu lokalnego. -” Musielibyśmy zdobyć próbki z różnych szerokości geograficznych i pór dnia by próbować zrozumieć te dynamiczne procesy. Potrzebujemy więcej danych.”

Brain ma nadzieję, że nowa misja NASA pod nazwą MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) zatwierdzoną do lotu w 2013 roku. Sonda została zaprojektowana właśnie do badań erozji marsjańskiej atmosfery.  MAVEN będzie mierzył elektrony, jony i neutralne atomy, jak również pola magnetyczne i elektryczne. Ponadto będzie okrążał Marsa po eliptycznej orbicie dostarczając danych na temat parasoli z różnych szerokości, kątów i pór dnia. Ponadto zbada rejony zarówno w obrębie parasoli jak i z dala od nich dostarczając astronomom niezbędnych danych do lepszego zrozumienia łamigłówki.

Jeżeli omotane polem magnetycznym kapsuły powietrza rzeczywiście są odrywane z marsjańskiej atmosfery MAVEN dostarczy danych niezbędnych do określenia tempa utraty gazu. „Osobiście sądzę, że proces ten jes ważny, ale to MAVEN potwierdzi lub zaprzeczy mojej teorii.”

Źródło:

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *