O świcie na marsjańskich wulkanach pojawia się szron. I to w ogromnych ilościach. „Myśleliśmy, że to niemożliwe”

W tym artykule:

1. Skąd się wziął szron na Marsie?
2. Jak powstaje szron na Marsie?
3. Ile szronu pojawia się na Marsie?
4. Przypadkowe odkrycie

Wody na Marsie nie brakuje. Czapy lodowe znajdują się na biegunach Czerwonej Planety. Depozyty lodu prawdopodobnie kryją się również pod powierzchnią w okolicach równika.

Jednak to nie wszystko. Zespół badaczy m.in. z Uniwersytetu Berneńskiego w Szwajcarii odkrył właśnie, że woda pojawia się także na najwyższych marsjańskich szczytach. Jako szron osadza się o świcie w kalderach gigantycznych wulkanów w regionie Tharsis. Czyli – w pobliżu równika, najcieplejszym rejonie Marsa.

To pierwszy raz, kiedy badaczom udało się zaobserwować szron na Marsie. Wcześniej sądzono, że nie ma tam odpowiednich warunków do jego powstania. Odkrycia dokonano dzięki zdjęciom wykonanym z orbity przez sondę ESA ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). Opisano je w artykule opublikowanym właśnie w czasopiśmie „Nature Geoscience”.

Skąd się wziął szron na Marsie?

Jak powstaje szron? Na Ziemi to powszechne i dobrze znane zjawisko. Kiedy wilgotne powietrze styka się się z bardzo zimnym podłożem – o temperaturze poniżej zera – para wodna resublimuje. To oznacza, że przechodzi prosto ze stanu gazowego w stały. Na płaskich powierzchniach, takich jak np. szyby samochodów, pojawiają się wówczas drobne lodowe igiełki. Czyli właśnie szron.

Tyle jeśli chodzi o Ziemię. Na Marsie sytuacja wygląda zupełnie inaczej. Po pierwsze jego atmosfera jest bardzo cienka. Nie chłodzi powierzchni tak skutecznie jak atmosfera ziemska. Efekt? W południe na marsjańskich szczytach może być równie ciepło jak u ich podnóża.

Po drugie, region Tharsis, z dwunastoma wielkimi wulkanami, jest położony na niskich szerokościach geograficznych. Dociera tam sporo promieniowania słonecznego. Oba te czynniki łącznie w teorii powinny zapobiegać powstawaniu szronu. – Myśleliśmy, że to niemożliwe, by szron powstawał w pobliżu marsjańskiego równika – mówi Adomas Valantinas, główny autor pracy. Valantinas odkrył marsjański szron jako doktorant na Uniwersytecie Berneńskim.

Jak powstaje szron na Marsie?

Skąd zatem biorą się kryształki lodu osadzające się w kalderach wulkanów Olympus Mons, Arsia Ascraeus Mons i Ceraunius Tholus? Prawdopodobnie ma na to wpływ mikroklimat w wysoko położonych nieckach. Olympus Mons, najwyższa góra w całym Układzie Słonecznym, jest dwa i pół razy wyższy od Mount Everestu. Para wodne dociera tam przyniesiona przez wiejące z nizin wiatry. Czym wyżej, tym bardziej się ochładza. Aż w końcu kondensuje.

Jednak proces ten zachodzi tylko w określonej porze roku i dnia. Szron wykryto w czasie marsjańskiej zimy. Pojawia się tylko na kilka godzin w okresie wschodu słońca. Znika, gdy promienie słoneczne oświetlają równik.

Ile szronu pojawia się na Marsie?

Powstająca warstwa jest bardzo cienka. Na grubość ok. jeden setnej milimetra, czyli tyle, ile ludzki włos. Jednak – jak oszacowali naukowcy – szronu powstaje całkiem sporo. – Każdego dnia w zimnej porze roku między powierzchnią i atmosferą Marsa krąży 150 tys. ton wody – mówi Valantinas. – To odpowiednik około 60 basenów olimpijskich – dodaje.

Wytropienie szronu wymagało przeanalizowania 5 tys. zdjęć zrobionych przez kamerę CaSSIS znajdującą się na sondzie TGO. CaSSIS działa od 2018 r. Posłużyła m.in. do badania czap zmrożonego dwutlenku węgla i lawin pyłowych występujących na Marsie.

Przypadkowe odkrycie

Jak to się stało, że schron został odkryty dopiero teraz? Po pierwsze, wyjaśnia Vanatines, wiele agencji korzystających z sond ESA – Mars Express i TGO – synchronizuje czas obserwacji ze Słońcem. I bada Marsa tylko po południu. – Po drugie osadzanie się szronu jest powiązane z chłodniejszymi porami roku. A to sprawia, że okno umożliwiające jego dostrzeżenie jest jeszcze węższe – dodaje naukowiec.

I przyznaje, że wraz z zespołem szukał szronu w okolicach równika. – Jednak nie spodziewaliśmy się go zobaczyć na szczytach marsjańskich wulkanów! – mówi Valantinas.

Jakie znacznie ma to odkrycie? Okazuje się, że na Marsie istnieje obieg wody. Jej cyrkulacja między powierzchnią i atmosferą ma implikacje dla potencjalnych misji marsjańskich – zarówno załogowych, jak i robotycznych.

Źródła: Phys.org, Nature Geoscience, Space.co

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com