Skupina paleontologů z NASA pomocí satelitu na oběžné dráze blízko Marsu byla schopna určit, proč se tato planeta změnila v poušť bez života. Vědci po stanovení objemů katastrofy ztracené pod vlivem slunečního větru dospěli k závěru, že to je dost na to, aby z povrchu Marsu mohla zmizet kapalná voda.
Mars je jednou z planet nejblíže Zemi. Tato planeta je pohodlnější pro lidi, kteří budou v budoucnu pravděpodobně schopni chodit na jejím povrchu v skafandrech, než Venuše, jejíž horká a hustá atmosféra nevydrží ani výzkumná vozidla. Podle výsledků nového vědeckého výzkumu navíc v minulosti na Rudé planetě tekly řeky a vzduch byl méně řídký. Zejména to naznačují stopy obrovských vln, které mohly způsobit pád asteroidu a které byly nedávno objeveny.
Je možné, že dostatek kyslíku a vody vytvořilo obyvatelné prostředí. Někteří vědci tvrdí, že asi před 3,5 až 2,5 miliardami let mohla na této planetě existovat biosféra. V současné době je však Mars poušť bez vody. Podle paleontologů Červená planeta téměř úplně ztratila vodu před několika desítkami milionů let. Během existence dinosaurů na Zemi na Marsu je docela možné, že by některá jezera mohla být zachována. Atmosféra planety je velmi vzácná, skládá se převážně z oxidu uhličitého, a proto není schopna chránit možné mikroby před ionizujícím zářením.
Vědci se dlouho krmili, aby našli odpověď na otázku, co způsobilo globální katastrofu, která proměnila planetu bohatou na vodu na prašnou poušť. Podle vědců je nesmírně důležité najít odpověď, nejde jen o nečinnou zvědavost. Díky tomu bude možné pochopit budoucnost naší planety, na kterou, jak se někteří vědci domnívají, kdysi vypadala Červená planeta. Podle paleontologů jsou hlavním důvodem prudké změny globálního klimatu v důsledku ztráty atmosféry a slabého elektromagnetického pole.
V současné době se atmosféra Marsu nadále rozpouští do vesmíru. Vědci studují tento proces a pokoušejí se rekonstruovat klimatické změny z minulosti v rámci vesmírného projektu Mars Scout NASA. Aby pozoroval atmosféru Rudé planety, byl k ní vyslán satelit MAVEN. Hlavním cílem programu je zjistit, jakou roli hrála ztráta plynů při přeměně planety na poušť.
Výzkumníci určili výši ztrát výpočtem poměru těžkých a lehkých izotopů, zejména argonu. Plyn, který uniká do vesmíru, odnáší hlavně lehká jádra atomů, v důsledku čehož v atmosféře Marsu převládají těžká jádra. V atmosféře této planety byla jejich zvýšená koncentrace detekována již v roce 2013 specialisty NASA. Díky satelitu MAVEN, který byl vypuštěn na oběžnou dráhu Marsu v roce 2014, vědci dokázali podrobněji odhalit procesy, které se vyskytují v horních vrstvách plynové obálky planety.
Podle odborníků je mechanismus, kterým argon letí do vesmíru, poměrně jednoduchý. Vlivem slunečního větru dochází k urychlení iontů, které se srážejí s atomy argonu v horní atmosféře a vrhají je do vesmíru. Tento proces je stejný pro Ar36 a Ar38. Ale rozdíly se objevují. Důvodem je skutečnost, že izotop Ar36 je lehčí, takže rychleji proniká do horních vrstev atmosféry. Ve výsledku je to on, kdo je ve velkém množství na úrovni exobase. Nad touto úrovní jsou částice schopné opustit planetu, aniž by do sebe narazily. Izotop Ar36 tedy jde do vesmíru mnohem rychleji než Ar38.
K určení koncentrace izotopů v atmosféře vědci použili iontový a neutrální hmotnostní spektrometr postavený v Goddardově vesmírném středisku. Družice MAVEN prováděla měření v různých nadmořských výškách, zejména v nadmořské výšce asi 150 kilometrů od povrchu Marsu. Vědci tak určili úroveň turbopauzy a ekologické základny. Turbopause je vrstva atmosféry umístěná nad homosférou, ve které převládá turbulentní míchání plynů, a také pod heterosférou, kde převládá molekulární difúze.
Propagační video:
Výška turbopauzy byla stanovena následovně. Vědci vzali poměr N2 / Ar40 na povrchu Marsu získaného pomocí rovníku Curiosity. Vzhledem k tomu, že se plyny v homosféře dobře mísí, měl by být tento poměr stejný až do turbopauzy. Družice měřila tento poměr mnohokrát v různých nadmořských výškách, v důsledku čehož byla stanovena korelace: čím vyšší, tím větší je poměr dusíku k argonu. Vědcům stačilo přenést výsledky do spodních vrstev atmosféry, protože se tam satelit nemohl dostat - až na hodnotu 1,25. Nadmořskou výškou, ve které se to stalo, byla turbopauza.
Po stanovení úrovně exobáze a turbopauzy vědci odvodili poměr izotopů argonu mezi nimi. Jak navrhli vědci, tato vrstva byla obohacena o Ar38. Tento poměr byl použit jako základ pro výpočet objemu ztráty plynu. Bylo však nutné vzít v úvahu skutečnost, že některé izotopy se mohly dostat do atmosféry v důsledku vulkanické činnosti, zvětrávání hornin a dopadů asteroidů. Konečná hodnota podílu argonu, který šel do vesmíru v celkovém množství plynu přítomného v atmosféře, tedy byla po celou dobu 66 procent.
Paleontologové použili výsledky k výpočtu přibližných ztrát jiných plynů. Vědci tak dospěli k závěru, že v důsledku srážek s ionty z atmosféry může uniknout asi 10–20 procent oxidu uhličitého. Ztráta kyslíku byla katastrofičtější a důsledky závisely na tom, který plyn byl zdrojem ztráty kyslíku. V případě, že se jedná o oxid uhličitý, je ztráta oxidu uhličitého asi třicetkrát vyšší než odhady výzkumníků. Tlak tak mohl klesnout o více než jednu atmosféru. Ve stejném případě, pokud byl kyslík ve složení vodní páry, byly ztráty vody velké.
Vědci poznamenávají, že raná atmosféra Rudé planety byla dostatečně hustá a obsahovala dostatek oxidu uhličitého, aby mohla na skleníkovém efektu na povrchu planety existovat kapalná voda. Tato studie ukazuje, že Mars se stal pouští v důsledku ztráty většiny plynového obalu. A to nebere v úvahu skutečnost, že před miliony let mohlo být Slunce aktivnější. A to podle odborníků jen zvyšuje objem atmosféry vháněné do vesmíru.