Kutassuk a Marsot a Földön is!
(Rovat: Hazai kutatóhelyek és űripar, A Nap és bolygótestvéreink - 2014.01.23 08:15.)

Trupka Zoltán beszélgetése Kereszturi Ákos planetológussal.

A távoli Mars felszíni alakzatai saját bolygónkon is vizsgálhatók. A vizes környezetek nyomainak elemzésében ugyanis földi analógiák is közreműködnek. Még Magyarországon is vannak olyan területek, amelyek tanulmányozása segít a vörös bolygó megismerésében. Nem csoda, hogy az Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok (OTKA 105970) is támogatja ezeket a kutatásokat. És, ha víz és Mars, akkor nem maradhatnak ki az asztrobiológiai vonatkozások sem. Kereszturi Ákos, az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont munkatársa gyakran ír ismeretterjesztő cikkeket és könyvei is jelentek meg ezekben a témában. Most saját kutatásairól kérdeztük.

Melyek azok a területek a Földön és a Marson, amiket össze tud hasonlítani?

Első lépésként azokat, ahol eddig már jártam. Érdekes folyóvízi felszínformálási nyomok látszanak például az észak-kanadai Devon-szigeten, vagy a tunéziai Chott el Jerid térségében. De a kutatómunka kiterjed a Villányi-hegység tektonikusan befolyásolt völgyhálózatára is, amelyek részben hasonlítanak egyes marsi helyszínekhez. A marsi élet lehetőségnek vizsgálatában az „extrém helyeken” előforduló földi életformákkal, pontosabban azok túlélési stratégiáival és elméleti marsi lehetőségével is foglalkozom. Ilyen élőlények száraz és fagyos területeken tanulmányozhatók. Számomra a legszebb földi tájak: a sivatag, a sarkvidék és a kietlen hegyvidék mind érdekes, részleges analógiaként használhatók.

Szétágazó mintázatú, 10 km átmérőjű, ősi folyóvízi torkolati delta üledék a Marson az Eberswalde-kráterben, a kép közepétől nem sokkal lefelé (Kép: ESA / DLR / FU Berlin - G. Neukum)

Morfológiai alapon hasonítják össze a két bolygó különböző területeit, vagy vannak más, konkrétabb módszerek is?

A morfológiai hasonlóság inkább csak figyelemfelhívó „látványosság”. Sosem szabad a hasonló kinézet alapján egyből azonos eredetet feltételezni. A látszat gyakran csal, tudjuk jól a Földről is. Ami tudományosan használható, azok inkább a numerikus paraméterek: ilyen például a völgyhálózat mintázata, a vízfolyássűrűség, a völgyek helyzete a vízválasztókhoz képest, a belőlük kierodált anyag és a folyásnyom végén lerakódott üledék térfogatának aránya. De fontos analógia még pl. az alacsony hőmérsékletű mállás száraz környezetben – ez is előfordul, igaz kevés helyen a Földön.

A völgyek eredete szempontjából több lehetőség létezik. Maga a kutatás is azt célozza, hogy kiderüljön, milyen folyamat révén jöttek léte. A víz a megfigyelésekkel leginkább kompatibilis modell, ugyanis sok olyan tényező van (meanderek, éles peremű ún. Gilbert-delta alakzatok, vizes közegben elmállott ásványok stb.), amelyeket együttesen a vízzel lehet a legegyszerűbben magyarázni. Emellett az is elképzelhető, hogy nem minden folyásnyom víz által jött létre. A földi analógiákhoz hasonlítás is segít az eredet pontosabb megállapításában.

Kiszáradt folyóvölgyek a Földön Egyiptom területén (balra) és a Marson, a 27° északi szélesség és 38° keleti hosszúság környékén (jobbra), azonos méretskálán. (Kép: NASA)

Hogyan végzi az összehasonlítást? Számítógépes adat- és képfeldolgozással, vagy terepi munkával?

Részben távérzékeléses adatokat használok, pl. űrszondás képeket, domborzati adatokat, hőmérséklet-méréseket és színképfelvételeket. A Marsra leszállt egységek mérései az ásványi és kémiai összetétel meghatározáshoz fontosak. Az analógia-helyszíneken a terepi munka a döntő, de ott is kapcsol hozzá az ember műholdképeket, vagy radaros domborzatmodelleket. A bolygófelszíni viszonyokat szimuláló laborelemzések is hasznosak, de ebben még nem erős Magyarország. Noha elkerülhetetlen, hogy sok külföldi kollégával dolgozzon az ember (főleg Németország, Franciaország, Amerikai Egyesült Államok, Lengyelország stb.), de én a saját ötlet és hazai kivitelezés híve vagyok. Kreativitással és kitartó munkával kompenzálható, hogy itthon szerényebbek a lehetőségek és a tapasztalatunk. Mindezekkel főleg az egykori marsi felszíni viszonyokat próbálom rekonstruálni a valaha nedves területeken, és a mai mikroszkopikus skálájú folyékony víz előfordulását kimutatni.

Mennyire lehet alkalmazni az analógiákat a Marsra és esetleg más égitestekre?

Mindig csak részlegesen lehet, de a jól kiválasztott célpontok és az alaposan vizsgált jellemzők segítenek ebben. Más égitesteken az itthon megszokottól eltérő a gravitáció, a folyadékok hőmérséklete, esetleg összetétele. Olyan ez, mint amikor a laboratóriumban egy folyamatot vizsgálunk, de az eltérő nyomás, hőmérséklet, gázösszetétel közötti viselkedés megértése szélesíti tudásunk alapját. A földi formulákat módosítani kell, de máshol is az a fizika érvényes, mint nálunk, tehát a szükséges változtatások figyelembevételével sok földi ismeret alkalmazható a Marsra is.

A terepi nagyító használata sem egyszerű a szkafanderben, egy terepi Mars-szimuláció során.

Működik ez visszafelé is? Meg lehet tudni valamit a Földről a Mars alapján?

Igen, például a hatalmas marsi áradásnyomok is segítettek a La Manche csatorna aljzatán megfigyelt áramlásnyomok jobb megértésében. De a legfontosabb a bolygófejlődés korai állapotainak megismerése. A Marson nincs, vagy legalábbis nagyon régóta nincs globális lemeztektonika, és a földinél sokkal gyengébb a kémiai mállás. Ennek következtében jól konzerválódtak az ősi anyagok és alakzatok is. A Marson így nagyságrendekkel több és jobb megtartottságú kőzetminta maradt az égitest korai fejlődéséből, mint a Földön. Ezek megismerése révén az ősi Föld is pontosabban rekonstruálható. Ha egyes kőzeteket és ásványokat ősi becsapódásos Mars-krátereknél elemzünk, akkor a korai nagy becsapódások és egy légkörrel bíró bolygó kölcsönhatásának eredményét láthatjuk. Az ilyen földi nyomok már rég eltűntek, nálunk alig vizsgálható.

Van-e köze mindennek az asztrobiológiához, hiszen ezzel is foglalkozik?

A két téma számos helyen kapcsolódik egymáshoz. A Mars mostani elemzése több vonatkozásban is érdekes ismereteket ad az egykori és az esetleges mai élet lehetőségéről. Például a fent említett őskörnyezet rekonstrukciója révén megtudhatjuk, volt-e annyi ideig víz a bolygón, hogy esély nyíljon összetett molekulák, esetleg az élet kialakulásához. A mai víz lehetősége is érdekes ilyen szempontból. Jelenleg az alacsony hőmérséklet tűnik kritikusnak, most dolgozunk annak megállapításán, hogy az erősen higroszkópos sók felületéről lehetséges-e vízfelvétel egyes egyszerű földi élőlényeknek. De a Mars elemzése a fent említett tényezők alapján segíthet a földi élet keletkezésének megértésében vagy abban, milyen a miénkhez hasonló égitesteken nem alakulhat ki az élet.

Van-e szakmai jelentősége annak, hogy magyar kutatóként dolgozik ezen a „bolygóközi” témán? Illetve miért tartja fontosnak az ismeretterjesztést?

Noha fizikailag egy bolygóra vagyunk „bezárva”, de gondolatban nincs határ. A Földön kívüli térség elemzése pedig segít a kreatív, „szabad” gondolkodásban, ami számtalan helyen jöhet jól. Továbbá az ismeretterjesztéssel és oktatással lehet utánpótlást képezni magunknak – az ember végül is a jövőnek dolgozik. Több lapnál, internetes portálnál vezettem rovatot évekig, de ezekre „szerencsére” mostanában már nincs időm. A bolygótudományi kutatás igen perspektivikus témakör, jelenleg erre fókuszálom az energiámat. Több olyan nemzetközi projekt is fut, amelynek területén jó lehetőségei vannak Magyarországnak, főleg az ESA-hoz (Európai Űrügynökség) való közelgő csatlakozás fényében. Egy nemzetnek mindig jót tesz, ha alapos és úttörő jellegű tudással bír, mert ebből nem csak a kutató profitál. A bolygótudomány, az asztrobiológia, a csillagászat és az űrtechnológia pont olyan témakör, ahol egy erőforrásokban szegény, de kreatív és bátor emberekből álló ország az élre törhet.

Trupka Zoltán

Az interjú eredeti változata az Élet és Tudomány című hetilap idei 2. számában jelent meg. A magyar nyelven egyedülálló, nagy múltú, 69. évfolyamában járó ismeretterjesztő lap szinte minden héten közöl űrkutatási vonatkozású cikkeket, híreket. Nemrég megújult internetes honlapjuk is. Nem csak nyomtatott, de digitális változatban is hozzáférhető.