2010.09.20. - Víz és vulkáni tevékenység újabb nyomai a Marson

A NASA Phoenix Lander leszállóegységének adatain alapuló vizsgálatok érdekes új eredményekkel szolgáltak a vörös bolygó múltbeli geológiai aktivitásával és kémiai összetételével kapcsolatban.

Bár a 2007 augusztusában a Mars felé indult, és a vörös bolygóra 2008 májusában leszállt Phoenix Lander már nem aktív (a bolygó körül keringő egységek felvételei alapján valószínűleg sérülések is érték), az általa küldött adatok feldolgozása folyamatosan zajlik. A mérések alapján a Marson mind a távoli, mind a közelebbi múltban kellett folyékony állapotú víznek léteznie, és a vulkáni aktivitás jelei is fellelhetők.

A kutatók a leszállóegység TEGA (Thermal and Evolved Gas Analyser) nevű, az arizonai egyetemen kifejlesztett műszerével a stabil szén- és oxigénizotópok arányát mérték a Mars légkörének 95 százalékát kitevő szén-dioxidban. Az izotópokkal kapcsolatos vizsgálatokban - nyilván az azóta bekövetkezett tudmányos-műszaki haladásnak köszönhetően - a TEGA sokkal jobb mérési pontosságot tesz lehetővé, mint a hetvenes években a bolygóra leszállt Viking egységek műszerei. Az eredmények azt mutatják, hogy a folyékony állapotú víz a felszínen, fagyponthoz közeli hőmérsékleten létezett, kizárva ezzel bármilyen múltbeli marsi hidrotermális - a Yellowstone gejzíreihez hasonló - aktivitás létezését.

A Phoenix Lander körülbelül öt hónapig gyűjtötte az adatokat a Mars felszínén. A Mars Reconnaissance Orbiter által 2010 májusában készített felvételek alapján a köralakú napelemtáblák közül az egyik valószínűleg komolyan megsérült. Szintén 2010 májusában a Mars Odyssey keringő egység még mepróbált kapcsolatot teremteni vele, de nem járt sikerrel.
[NASA/JPL-Caltech/University of Arizona]

A Phoenix Lander által gyűjtött minták elemzése alapján a marsi szén-dioxidban a szén- és oxigénizotópok aránya nagyon hasonló a földiéhez. Ez azért meglepő, mert a Mars kisebb gravitációja és a mágneses tér hiánya miatt a könnyebb részecskék megszöknek az űrbe, ezért egy ősi, intakt atmoszférának főleg nehezebb izotópokat tartalmazó molekulákból kell állnia. A Marson ez azt jelentené, hogy a 12-es tömegszámú szénizotópot hordozó szén-dioxid molekulák nagyobb mennyiségben távoznak a világűrbe, mint a 13-as tömegszámút tartalmazók, ezért a légkörben az arány eltolódik a nehezebb izotópú molekulák javára. A mérések szerint azonban a marsi atmoszférában nem ez a helyzet. Ez viszont azt sugallja, hogy a 12-es tömegszámú szenet hordozó szén-dioxidot valamilyen mechanizmus, például vulkáni tevékenység pótolja, azaz a bolygó közelmúltja is geológiailag aktív lehetett, ellentétben az eddigi feltételezésekkel.

A kutatócsoport az 16-os és 18-as oxigénizotópok arányát is vizsgálta a szén-dioxidban. A TEGA-t kifejlesztő csapat vezetője, William Boynton (University of Arizona) szerint a vulkánok által a légkörbe juttatott szén-dioxidban az oxigénizotópok aránya nagyon hasonló a kőzetekben található szén-dioxidéhoz, ellenben nagy eltérés tapasztalható a légkör és a vulkáni kőzetek nem szén-dioxidban kötött oxigénizotópjainak arányában. Ez viszont azt jelenti, hogy a kőzetekben található szén-dioxid korábban kölcsönhatásba került folyékony vízzel, megnövelve így a 18-as oxigénizotóp arányát a szénvegyületekben.

A csoport a kőzetek szóban forgó izotóparányait a marsi meteoritokból (a bolygó felszínéről becsapódások következtében a világűrbe került, majd később a Földre hullott anyag) határozta meg. Egyikben - melynek korát mintegy 170 millió évre teszik, azaz a Mars geológiai közelmúltjából származik - ugyanolyan a karbonátokban a szénizotópok koncentrációja, mint a Phoenix által gyűjtött légköri mintákban. Ez az eredmény alátámasztja azt az elképzelést, hogy a karbonátok kialakulásához szükséges vizes környezet a barátságtalan feltételek ellenére is egészen a bolygó közelmúltjáig fennmaradhatott.

A kutatócsoport vezetője, Paul Niles (NASA Johnson Space Center, Houston) szerint az új eredmények alapján természetesen a folyékony víz és a vulkáni aktivitás előfordulásának pontos helyét és idejét nem lehet meghatározni, de legjobban akkor magyarázhatók a mért izotóparányok, ha időben a Mars geológiai közelmútjába helyezzük őket.

Az eredményket részletező szakcikk a Science magazinban jelent meg.

Forrás:

• Astronomy Now Online 2010.09.13.