Korán elveszhetett a Mars sűrű légköre
(Rovat: Curiosity - 2013.07.22 07:15.)

A Curiosity méréseiből azt valószínűsítik, hogy a bolygó 4,6 milliárd éves történetének már az első egymilliárd évében elillant a légkör.

Ami ma a külső bolygószomszédunkat övezi, az csupán egy nagyon ritka légkör: a felszíni nyomás alig több mint fél százaléka a földinek. A tavaly augusztusban a bolygóra érkezett amerikai Curiosity önjáró laboratórium SAM (Sample Analysis at Mars) műszerével méréseket végeztek a légkör összetételével kapcsolatban, amiből meg tudták állapítani a gázban az izotóparányokat. (Az izotópok egy-egy kémiai elemnek a különböző tömegszámú változatai: az atommagokban ugyanannyi proton található – ez határozza meg az elem helyét a periódusos rendszerben –, de más a neutronok száma.) A Mars légkörének túlnyomó részét szén-dioxid alkotja. A molekulák összetevőinek, a szénnek és az oxigénnek az izotópjaira terjedt ki a vizsgálat, amelyről nemrég a Science folyóiratban számoltak be a kutatók.

Az eredmény szerint a szén és az oxigén magasabb tömegszámú izotópjai nagyobb arányban vannak jelen a mai bolygólégkörben, mint azt a Naprendszer ősanyagának összetétele alapján várhatnánk. Ez nem csak arra utaló bizonyíték, hogy a valamikori légkör jelentős része elveszett, de következtetéseket tudnak levonni arra vonatkozóan is, hogy egy mikor történhetett. Más jelek is arra utalnak a Marson, hogy valaha jelentős, sűrű légkör volt ott. A felszínen egyértelmű nyomai vannak, hogy egykor nagy mennyiségben fordult elő folyékony víz. Erre a mai ritka légkör már nem ad lehetőséget.

A veszteség mindenképpen a légkör felső részén következett be, a kisebb tömegszámú izotópok onnan könnyebben meg tudnak szökni a világűrbe. A mért izotóparányokat összevetették a Földön talált, bizonyítottan marsi eredetű meteoritokban levő légzárványok elemzésének eredményeivel. Kiderült, hogy azokban már akkoriban hasonlóak voltak ezek az értékek, amikor a kőzetdarabok valamilyen nagy becsapódás nyomán kirepültek a világűrbe. Mivel a meteorok a legfeljebb 1 milliárd éves Marsról származnak, a sűrű légkör elvesztésének még az ez előtti időszakban kellett bekövetkeznie.

A Curiosity mérései alapján közvetlenül nem tudják meghatározni, hogy napjainkban milyen ütemben veszít a légköréből a Mars. Erre a feladatra készül az idén novemberben indítani tervezett amerikai MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission) űrszonda, amely a bolygó körüli pályára áll majd.

A Science magazinban megjelent két cikk a Curiosity első 4 marsi hónapja során, a SAM két különböző berendezésével – egy tömegspektrométerrel és egy lézeres spektrométerrel – készült mérések adatainak elemzésén alapul. A más-más elven működő, egymástól független eszközök megnyugtatóan hasonló eredményeket szolgáltattak az izotópok összetételére.

Egy állítható frekvenciájú lézer spektrométer (Tunable Laser Spectrometer, TLS) belseje, földi laboratóriumban. A fénykép kedvéért a látható fény tartományában üzemelő lézert alkalmaztak, hogy látszódjanak a két oldalt elhelyezett tükrökről visszaverődő sugarak. Ilyen berendezés üzemel (infravörös tartományban) a Curiosity három részből álló SAM műszeregyüttesében is. A mérőkamrában levő gáz elnyelési színképéből tudnak következtetni az összetételre és az izotóparányokra. (Kép: NASA / JPL-Caltech)