Komplex marsi légkör

A marsi légkör teljes elektrontartalmát vizsgálva, a helytől, évszaktól és naptevékenységtől függő változásokat elemezve megállapították, hogy a bolygó atmoszférája komplex, de egységes rendszert alkot.

Az immár több mint 15 éve indult és csaknem 15 éve a Mars körül dolgozó európai (ESA) Mars Express űrszonda tíz éves mérési adatsorát elemezve jutottak új következtetésekre egy kutatócsoport tagjai. Eredményeiket a Journal of Geophysical Research folyóiratban publikálták. A marsi légkör jelenségeinek vizsgálata kulcsfontosságú a bolygótudományokban, hiszen az atmoszférát alkotó gázok folyamatosan szöknek a világűrbe, ezért veszítette el a bolygó egykor sokkal sűrűbb és nedvesebb légkörét, és vált száraz sivataggá, amilyennek ma látjuk. Ennek ellenére a légkör megőrizte komplex jellegét.

A Mars 2016-ban a Hubble-űrtávcső felvételén. (Kép: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), J. Bell (ASU), M. Wolff (Space Science Institute))

A Mars Express radarmérései alapján egyértelmű kapcsolatot találtak a bolygó alsó és felső légkörében lejátszódó folyamatok között. A műszer 2005 óta gyűjtötte a Mars ionoszférájára vonatkozó adatokat. A MARSIS radarberendezéssel a felső légkör teljes elektrontartalmát a földrajzi hely, a napszak, az évszak és a naptevékenység függvényében vizsgálták. Ezt korreláltatták a Mars Express más műszereivel mért légköri paraméterekkel.

A Mars felső légkörében, azaz 100 és 200 km közötti magasságban a töltött részecskék száma az évszaktól, a helyi időtől és a naptevékenységtől függően változik, mert a töltött részecskék a napsugárzás hatására keletkeznek. Mindez a légkör teljes összetételét is változtatja, ezek a jelenségek azonban már eddig is ismertek voltak. Most sikerült ezen kívül is érdekes összefüggéseket kimutatniuk.

Megállapították, hogy a felső légkörben a töltött részecskék száma jelentősen megnő az északi félgömb tavaszán, vagyis akkor, amikor az alsó légkör tömege megnő az északi sarki sapka anyagának szublimációja miatt. A Mars sarki sapkái vízjég és széndioxid-jég keverékéből állnak. Telente a Mars légkörének akár harmada is kifagyhat és a sarkvidékeket borító jeges rétegbe kerülhet. Tavasszal a fagyott gázok egy része szublimál, és visszakerül a légkörbe, a sarki sapkák kiterjedése pedig számottevően csökken.

Eddig úgy gondolták, hogy a szublimáció elsősorban csak az alsó légrétegekre van hatással, nem számítottak arra, hogy a jelenség a felső légkörben is kimutatható. Az új felfedezés viszont azt támasztja alá, hogy az alsó és a felső légkör jelenségei nem függetlenek egymástól, vagyis a légkör egy komplex, egységes rendszert alkot. A felismerés hozzásegíti a kutatókat, hogy a jövőben ne csak a marsi légkör űridőjárási jelenségekre, azaz a naptevékenységre adott válaszát vizsgálják, hanem azt is megállapítsák, milyen hatást gyakorolnak a légkörre a Mars belső és felszíni folyamatai.

Az ESA Mars Express szondájának 10 év alatt végzett méréseit elemezve megállapították, hogy a komplex marsi légkör egységes rendszerként viselkedik, az alacsony és közepes rétegekben bekövetkező jelenségek számottevően befolyásolják, ami a felsőlégkörben történik. Balra fent a marsi évszakok kialakulása látható. A felső három rajz azt mutatja, amint a sarki sapkák anyaga tavasszal szublimálni kezd, az így az alsó légkörbe kerülő jelentős mennyiségű gáz a felső légkörre is hatással van. Utóbbi hatást tudták kimérni a felső légkör elektrontartalmának mérésével, amely, amint az alsó diagramon látható, az északi félgömb tavaszán erősen megnő. (Kép: ESA / Mars Express / MARSIS / B. Sánchez-Cano et al. 2018)

A Mars légkörét jelenleg a Mars Expressen kívül az ESA ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) és a NASA MAVEN szondája is vizsgálja. A kutatások fő célja a marsi légkör jelenségeinek minél teljesebb megértése.

Kapcsolódó cikkek:
TGO: a légköri fékezés befejezve
Felhőlesen a Marson
A Mars elveszett légköre
Hová tűnt a Mars légköre?
Korán elveszhetett a Mars sűrű légköre
Mars Express: hosszabbítás egy marsi évvel

Kapcsolódó linkek:
A Mars légköre egységes rendszert alkot (ESA)