Tako je umetnik pri Nasi vizualiziral Sončev vpliv na Marsovo atmosfero. Foto: NASA/GSFC
Tako je umetnik pri Nasi vizualiziral Sončev vpliv na Marsovo atmosfero. Foto: NASA/GSFC
Mars
Kako je prišlo od podobe na levi, tople in mokre pokrajine, do mrzle in suhe na desni? (Podobi sta računalniško ustvarjeni). Foto: NASA/Goddard
Mars avrora
Avrore se pojavljajo po precejšnjem delu Marsa, kažejo ti odčitki Esine sonde Mars Express. Foto: Esa/J-C. Gérard et al. (2015)
Mars
Kamnine, ki so zelo verjetno nastale pod vplivom vodne erozije. Foto: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Mars
Nasina vizualizacija, kakšen naj bi bil Mars v daljni preteklosti. Foto: Nasa/Goddard
Mars
Kljub redkosti atmosfere se še vedno najdejo vrtinci. Foto: Nasa

Da je bil Mars nekoč v preteklosti poln vode, so pokazale številne najdbe roverja Curiosity in opazovanja zemeljskih teleskopov. Bil je tudi dovolj topel, da je bila voda tekoča, napolnjujoč ogromna morja, jezera in reke. Če je verjeti izidom, objavljenim v reviji Science, je je imel toliko, da bi po ravni površini celoten planet prekrivala v 137 metrov debeli plasti; ker pa je ta zelo razgibana, bi najbrž prekrila večji del severne poloble, pri čemer bi največja lokalna globina znašala 1,6 kilometra.

Tekoča voda pa ima še eno predpostavko: gosto atmosfero z dovoljšnim tlakom. A rdeči planet ima danes samo še redek in boren ostanek, katerega tlak znaša le odstotek tistega v atmosferi Zemlje. Načeloma ne omogoča tekoče vode, saj bi ta kljub hudemu mrazu zavrela in izparela, čeprav nedavna najdba kaže, da se občasno zgodijo kakšni marsovski hudourniki. Zdaj je Mars na površju puščavsko suh, pri čemer je nekaj vode zbrane v obliki pravega ledu na polu, pa še vezane v prsti. Druge ni več.

Satelit išče odgovore
Kam so torej izginili vsi ti plini in voda? O tem so znanstveniki do zdaj večinoma le razvijali "suhe" teorije. Lanskega septembra pa je, skoraj istočasno z indijskim Mangaljanom, v orbito rdečega planeta po 700 milijonov kilometrov dolgem popotovanju vstopila Nasina sonda Maven in začela odgovore iskati na "mestu zločina". Ključna hipoteza, ki jo preverja: atmosfero je odpihnilo Sonce.

V okviru primarne znanstvene misije je satelit Maven krožil okoli planeta in se pri tem ponavljajoče se potapljal globlje v atmosfero. Torej, se s pomočjo potisnikov z višine 150 kilometrov spuščal na 120 kilometrov; tja, kjer se stikata najvišji del atmosfere in eksosfera, kjer se še zadnji drobci mešajo z vakuumom. In nazaj kvišku.

Leto po prihodu sta na dan prišla dva znanstvena članka, objavljena v Science in Geophysical Research Letters, ki postrežeta z dokazi v korist scenariju uničujočega Sonca.
Uničujoča zvezda
Glede na Mavenove meritve in sledeče izračune sončni veter vsako sekundo atmosfero "obrije" za 10 dekagramov snovi, so sporočili iz Nase. "Kot vsakodnevna kraja nekaj beličev iz blagajne. Čez čas se nabere," je ponazoril Bruce Jakosky, prvi mož misije.

Še posebno pomembne so sončne nevihte, večji izbruhi snovi z naše zvezde. Marca je Mars zadela ena večjih sodobnih ujm in Maven je zaznal za skoraj dvajsetkrat povečan odlet, kar kaže, da so bili ti pojavi eden ključnih uničujočih dejavnikov tudi nekoč. "Erozija atmosfere se med sončnimi nevihtami zelo poveča. Iz tega sklepamo, da je bila stopnja izgube največja pred milijardami let, ko je bilo Sonce mlajše in dejavnejše," je povedal Jakosky.

Sončni veter so delci, ki jih Sonce ves čas izpihuje navzven pri hitrosti 1,6 milijona kilometrov na uro (lahko tudi precej hitreje ali počasneje). Večinoma so to elektroni in protoni, torej gradniki atomov. S seboj nosijo močna magnetna polja in se z njimi zabijajo v nezaščiteno Marsovo atmosfero. Pri tem okoli planeta nastaja električno polje, ki daje pospešek električno nabitim atomom atmosfere (ionom). Ti z dodatno energijo pobegnejo gravitaciji in se porazgubijo v vesolje.

Mars nima lastnega globalnega magnetnega polja - v nasprotju z Zemljo, ki ga ima; in to je torej pripeljalo do bujnega razvoja življenja pri nas ter mrzle, suhe puščave na četrtem planetu.

Kako je prišlo do izgube, znanstveniki ne vedo. Domnevajo, da se je notranje, vroče jedro nekako sesulo in prenehalo igrati vlogo dinama. Zemlja se sicer še vedno ponaša z vročim in trdnim jedrom, sestavljenim večinoma iz železa.

Ko se je na Zemlji porajalo življenje ...
Maven je k sestavljanki odgovora - kdaj - dodal košček. Jakovsky na podlagi meritev sklepa, da se je večina izgube atmosfere dogodila pred 3,7 milijarde let, poroča Space.com; in da je "postopek" minil relativno hitro, v le nekaj 100 milijonih let po dejanski izgubi magnetnega polja.

Vse to ne izključuje možnosti razvoja življenja na Marsu, za to je bilo na voljo nekaj 100 milijonov mokrih in toplih let. Na Zemlji se je življenje zagotovo razvilo pred 3,7 milijarde let, medtem ko sveže raziskave kažejo, da se je morda pojavilo celo pred 4,1 milijarde let.

Avrore zunaj polov
Maven je poskrbel še za dve zanimivosti. Prvič, našel je avrore, marsovske različice Zemljinega severnega sija, razprostrte po rdečem planetu. Spet, ker ni globalnega magnetnega pola (lokalni žepi sicer obstajajo kot ostanki magnetizma v skorji), nekateri delci sončne plazme pridejo globlje v atmosfero in tam proizvajajo značilni sij. To je sveže posnel tudi evropski satelit Mars Express.

Drugič, našel je skrivnosten prašni oblak visoko v atmosferi in zunaj nje, med 150 in 1000 kilometri višine. Izkazalo se je, da so ti delci po vsej verjetnosti interplanetarnega izvora, torej da ne prihajajo z Marsa, temveč drugih teles, še poroča Space.com.

Rezerva v komunikaciji
Maven je tudi rezervni "sel" za komunikacijo z Zemljo. Nasa ima v orbiti Marsa več satelitov, ki pa so vsi že precej stari, zato potrebuje zanesljivo zvezo, če odpovedo. Tako za komunikacijo z obstoječima voziloma Opportunity in Curiosity ter za prihajajoča: pristajalnik InSight in vozilo Rover 2020.
Kaj pa druge načrtovane misije? Esa želi leta 2018 poskusiti s kombinacijo manjših satelitov, pristajalnika in roverja ExoMars. Združeni arabski emirati bodo predvidoma leta 2020, ob 50. obletnici ustanovitve države, poskusili s satelitom مسبار الأمل‎ oziroma Mars Hope. V razvoju jih je še precej več, po državah od Kitajske do Finske, a niso potrjene.
Video: Vizualizacija procesa izgube atmosfere