Pred milijardami let je bil Mars nekoč precej drugačen kraj od mrzlega in izsušenega kraja, kot je danes. V bistvu je imel gostejšo, toplejšo atmosfero in tekočo vodo, ki je tekla po njeni površini, in morda celo življenje! Razlog za to je zato, ker je imel Mars tako kot Zemlja planetarno magnetno polje, ki je nastalo z delovanjem v njegovem jedru. Ko pa je to polje izginilo, so se stvari začele drastično spreminjati!
Znanstveniki so več let verjeli, da je to polje izginilo pred več kot 4 milijardami let, zaradi česar je sončni veter počasi odstranil Marsovo atmosfero. Toda glede na nove raziskave pod vodstvom Univerze Britanske Kolumbije (UBC) je postavila nove omejitve glede tega, kdaj je to magnetno polje izginilo, kar kaže, da je Marsovo magnetno polje obstajalo prej (in trajalo več sto milijonov let dlje), kot se je prej mislilo.
Študija, ki opisuje njihove ugotovitve, ki se je pred kratkim pojavila v reviji Napredek znanosti ,vodila Anna Mittelholz – podoktorska sodelavka na Oddelku za znanost o Zemlji, oceanu in atmosferi UBC. Pridružila se ji je Catherine Johnson, višja znanstvenica Inštitut za planetarne znanosti (PSI) in mednarodna skupina raziskovalcev.
Nekoč je imel Mars magnetno polje, podobno Zemlji, kar je preprečilo odstranitev njegove atmosfere. Zasluge: NASA
Tako kot Zemlja naj bi bilo svetovno magnetno polje Marsa posledica dinamo učinka, ki ga povzroča delovanje v njegovem jedru. To se zgodi, ko se tekoče zunanje jedro vrti okoli trdnega zunanjega jedra v nasprotni smeri vrtenja planeta. Na žalost je magnetno polje izginilo, kar je povzročilo, da se je atmosfera planeta sčasoma razbarvala do te mere, da je postala izjemno tanka (kot je danes).
Znanstveniki to pripisujejo nižji masi in gostoti Marsa (v primerjavi z Zemljo), kar je povzročilo hitrejše ohlajanje njegove notranjosti. To je povzročilo, da je zunanje jedro planeta postalo trdno, s čimer se je ustavil učinek Marsovega dinamo. Medtem naj bi bilo njegovo notranje jedro v tekočem stanju, ker je tlak v Marsovi notranjosti prenizek, da bi povzročil strjevanje.
V preteklosti so se znanstveniki zanašali na preučevanje magnetiziranih kamnin na površini Marsa in pod njo, da bi rekonstruirali zgodovino magnetnega polja planeta – zlasti kamnin lave. Ta vrsta kamnin izvira iz plašča planeta, nato pa se z vulkansko aktivnostjo in ponovnim površjem pripelje na površje. Ko je lava izpostavljena površini in se ohladi, se njeni minerali uskladijo z globalnim magnetnim poljem.
Po pregledu magnetiziranih vzorcev površinskih kamnin so znanstveniki ugotovili, da je bil dinamo aktiven pred 4,3 in 4,2 milijarde let. Vendar pa so vzorci kamnin, ki so bili odvzeti iz treh velikih bazenov – Hellas, Argyre in Isidis – ki so nastali pred 3,9 milijarde let – pripeljali večino znanstvenikov do zaključka, da je dinamo do tega časa neaktiven.
Toda po analizi novih podatkov, ki jih je pridobila Nasa Marsova atmosfera in hlapna evolucija (MAVEN) orbiter, se je ekipa predstavila z drugačno sliko. Kot je pojasnil Mittelholz v nedavnem UBC izjava za javnost :
»Ugotovili smo, da je Marsov dinamo deloval pred 4,5 milijarde let (4,5 Ga) in pred 3,7 milijarde let. Dinamo čas je velik del evolucije planeta in to, kar najdemo, se zelo razlikuje od tistega, kar smo mislili do zdaj. Dinamo nam pove nekaj o termični zgodovini planeta, njegovem razvoju in o tem, kako je prišel tja, kjer je danes, in je edinstven za vsakega od zemeljskih planetov – Zemljo, Mars, Venero in Merkur.
Prejšnje podatke o magnetizmu na Marsu je zbral Mars Global Surveyor (MGS), ki je krožil okoli Rdečega planeta med letoma 1999 in 2006. Večinoma je ta misija Nase izvajala svoja opazovanja, medtem ko je bila na razdalji 400 km (250 milj) od površja. Misija MAVEN, ki je začela krožiti okoli Marsa leta 2014, je uspela zajeti šibkejše signale, saj je delovala kar 135 km (84 milj) od površja.
Novi podatki MAVEN so odkrili jasne dokaze o magnetnem polju, ki prihaja iz toka lave Lucus Planum, ki je nastal pred približno 3,7 milijarde let in so pokazali dokaze o magnetnem polju. To kaže, da je marsovsko magnetno polje obstajalo veliko pozneje, kot so predlagale prejšnje študije z drugih območij.
Tok lave Grove Plane. Zasluge: NASA
Kot Johnson – ki je tudi profesor na Oddelku za znanosti o Zemlji, oceanu in atmosferi na UBC in Mittelholzov akademski svetovalec – pojasnil :
»Starost za novejši dinamo izhaja iz korelacije magnetnih signalov z mladim (3,7 Ga) tokom lave. Zlasti vidimo 'luknjo' v signalu magnetnega polja nad majhnim kraterjem v toku, ki prodira do dna toka, tako da vemo, da je ta majhen krater odstranil magnetni signal: to nam pove, da so magnetizirane kamnine v tok, ne le zakopan veliko globlje. Starost pretoka izhaja iz števila kraterjev na pretok.'
Poleg tega so opazili prisotnost nizkointenzivnega magnetnega polja nad bazenom Borealis na severni polobli planeta. To je ena najstarejših značilnosti na Marsu, ki je nastala pred 4,5 milijarde let, v času, ko je bil sam Mars star nekaj več kot 100 milijonov let. Ti dve ugotovitvi kažeta na obstoj dinamoja zelo zgodaj v zgodovini Marsa in da je trajal pol milijarde let dlje, kot so mislili mnogi znanstveniki.
Da bi razložili odsotnost magnetiziranih kamnin v bazenih Hellas, Argyre in Isidis, raziskovalci ponujajo dve možni razlagi. Po eni strani se je dinamo morda ustavil, preden so nastali ti bazeni, in se pozneje znova zagnal. Po drugi strani pa je možno, da so udarci, ki so jih oblikovali, premaknili skorjo, ki je vsebovala minerale, ki bi lahko nosili močan magnetni podpis.
Krater Jezero na Marsu je pristajalno mesto za Nasin rover Perseverance. Zasluge: NASA/JPL-Caltech/ASU
V vsakem primeru bi ti rezultati lahko razkrili nov vpogled v Marsovo geološko zgodovino in njegovo notranjo strukturo. Kot Johnson pojasnil :
»Če ima kamniti planet ali luna globalno magnetno polje, kot je na Zemlji, danes ali nekoč v preteklosti, nam to govori o globoki notranjosti planeta v tistem času. Poleg tega novi rezultati za dinamo pri 3,7 Ga kažejo, da bi bil marsovski dinamo lahko aktiven v času zelo različnih podnebnih razmer na Marsu, zlasti ko se je oblikovalo veliko mrež v dolini.
Zlasti sposobnost MAVEN-a, da zazna signale iz manjših elementov na površini in blizu nje, je raziskovalni skupini omogočila razlikovanje med tem, ali prihaja s površine ali iz starejših kamnin, zakopanih globlje v skorji. Vsekakor se zaradi teh novih spoznanj znanstveniki sprašujejo, kaj bi lahko našli, če bi pogledali še bližje.
Navsezadnje je Mars poln kraterjev in prihodnje misije jih bodo lahko podrobneje preučili – zlasti tam, kjer so vpleteni roverji ali baloni. Na primer, Vztrajnost Rover pristane na Marsu leta 2021, pristal bo v kraterju Jezero – ki se nahaja na robu porečja Isidris. Poleg iskanja dokazov o preteklem bivanju (in morda preteklem življenju, držim pesti!) bi lahko razkrilo tudi stvari o Marsovi geološki preteklosti.
Nadaljnje branje: UBC , PSI , Napredek znanosti
