Rieth József: Világképem - Háttérismeret

Marsi légkör: elfújta a (nap)szél...

<<< Tartalomjegyzék <<<  Világképem <<<     

A NASA MAVEN (Mars /Atmosphere and Folatile EvolutioN: a marsi légkör és az illékony elemek evolúciója) missziója — amelynek elsődleges feladata a marsi felsőlégkörben most lejátszódó folyamatok vizsgálata és a jelenleg onnan a világűrbe kiszökő illékony összetevők mennyiségének meghatározása, közvetve pedig a Mars klímatörténetének kutatása — mostanra azonosította azokat a folyamatokat, amelyek kulcsszerepet tölthettek be a vörös bolygó kezdeti meleg és nedves éghajlatának a mai hideg, sivár és száraz klímába való átmenetében. Az alig több mint egy éve Mars körüli pályára állt MAVEN adatai alapján a kutatóknak sikerült meghatározni, hogy a vörös bolygó légköréből jelenleg milyen ütemben szöknek ki különféle gázok a napszél hatására. Megállapították, hogy ez a tömegvesztés jelentős mértékében megnő napkitörések idején. A tudományos eredményekről beszámoló cikkek a Sdence-ben és a Geophysícal Research Letters-ben jelentek meg.

A napszél behatol a Mars felső légkörébe, és az ottani ionokkal
kölcsönhatva kiszakítja őket a bolygóközi térbe. Ezzel szemben a Föld
esetében az állandó mágneses mező létrehozta mágneses pajzs eltéríti a
napszél részecskéit, és ezáltal megóvja a légköri gázokat a kiszökéstől.

A Marsnak valaha sűrű légköre és kellően meleg éghajlata volt ahhoz, hogy rajta cseppfolyós víz létezzen, amely az általunk ismert földi életformák létrejöttének egyik nélkülözhetetlen feltétele. Ha sikerül kideríteni és megérteni, mi okozta e feltételek drasztikus megváltozását, az sokat segíthet a Naprendszeren kívüli exobolygók légkördinamikájának és -fejlődésének modellezésében is.

A MAVEN mérései szerint a napszél jelenleg átlagosan másodpercenként 100 grammnyi gázt fúj ki a marsi légkörből. Bruce Jakosky, a Coloradói Egyetem (Boulder) geológusprofesszora, a MAVEN misszió kutatásvezetője szerint ez ugyan nem tűnik soknak, de hosszabb idő alatt a sok kicsi sokra megy. „Emellett azt is észleltük, hogy a légkör eróziója jelentős mértékben megnő erős napviharok hatására, ezért úgy véljük, hogy az anyagvesztés üteme a jelenleginél sokkal gyorsabb lehetett évmilliárdokkal ezelőtt, amikor a Nap még fiatalabb és a mostaninál jóval aktívabb volt."

Az anyagvesztés ütemének felgyorsulása szembetűnő volt, amikor 2015 márciusában különösen erőteljes napviharok sorozata érte el a Mars légkörét: alapvetően erre alapozva feltételezték a kutatók, hogy a légkör elvesztésének (és közvetve a drasztikus klímaváltozásnak) a fő oka a napszél hatásában keresendő.

A napszélben elektromosan töltött részecskék (főként elektronok és protonok, de nehezebb ionok is előfordulnak benne) áramlanak ki a Nap légköréből a bolygóközi térbe, óránként több millió kilométeres sebességgel. A plazmaáramláshoz kapcsolódó mágneses tér a Mars felső légkörében olyan elektromos teret gerjeszt, amely az ott lévő elektromosan töltött gázatomokat (-ionokat) a légkörből leszakítva a bolygóközi térbe taszítja ki.

A Mars felső légkörébe behatoló napvihar hatására a légkörből ionok szakadnak ki a világűrbe (fantáziaképek: nasa/gsfc)

A MAVEN részletesen megvizsgálta, hogy a napszél hogyan szakítja ki a gázionokat a bolygó felső légköréből. Eszerint az anyagvesztés három különböző térrészből származik: a bolygó mögötti „csóvából", ahol a napszélnek a bolygó előtt szétvált áramlatai összefolynak, azután a Mars pólusainál felszökő sarki feláramlásból és végezetül a bolygó körüli kiterjedt gázfelhőből. A kiszökő ionok csaknem 75 százaléka a bolygó mögötti csóvából, mintegy 25 százaléka pedig a sarki feláramlásból származik, és csak elenyésző részét adja a kiterjedt gázfelhőből eredő járulék.

A Mars ősi felszíni képződményei jelentékeny mennyiségű felszíni vizek nyomait őrzik: tó- és kanyargó folyómedreket, illetve olyan ásványi lerakódásokat, amelyek csak víz jelenlétében képződnek. Ezek alapján vélik úgy a kutatók, hogy évmilliárdokkal ezelőtt a Mars légköre a mainál jóval sűrűbb, éghajlata pedig melegebb volt, ami lehetővé tette, hogy felszínén a cseppfolyós víz folyókat, tavakat, mi több, esetleg még óceánokat is alkosson.

 - Marsi légkör - napszél - Marsi légkör - napszél - Tömegvesztés - Napszél - Gáz - Napkitörés - Cseppfolyós víz - Víz - Exobolygó - Légkör - Klímaváltozás - Plazmaáramlás - Mágneses tér - Elektromos tér - Csóva - Sarki feláramlás - Gázfelhő

A közelmúltban tették közzé azokat a NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) nevű keringő egységének megfigyelésein alapuló újabb eredményeket, amelyek szerint időszakosan (a melegebb nyári évszakban) jelenleg is felszínre szivárog sós, folyékony víz, amely jellegzetes ásványi lerakódásokat hoz létre. Mára viszont a bolygó légköre már annyira megritkult és lehűlt, hogy ez az időről időre felszivárgó víz nem tud folyamatosan megmaradni a felszínen.

Fölvetődhet persze a kérdés, hogy Földünk légköre esetében miért nem történt meg ugyanez? — A válasz alapvetően abban található meg, hogy bolygónknak van egy erős és állandó mágneses mezője, amely mágneses pajzsként óv minket és légkörünket a napszél közvetlen hatásaitól. A Mars esetében ilyen globális mágneses tér ma nem létezik (bár egyes feltételezések szerint kezdetben lehetett, de már rég „befagyott"), ezért a napszél behatolhat a felső légkörbe, s ott olyan elektromos tereket hoz létre, amelyek a légkör ionjait a világűr felé gyorsítják.

<<< Tartalomjegyzék <<<  Világképem <<<     

---------------------

Forrás: www.nasa.gov/press-release/nasa-mission-reveals-speed-of-solar-wind-stripping-martian-atmosphere
1476 ■ Elet és Tudomány ■ 2015/47