2016.10.07. - A Mars kérgéből származhat a bolygó légkörének egy része

A NASA Curiosity marsjáró bizonyítékot talált arra, hogy a Mars kérgében zajló kémiai folyamatok hosszú idő alatt a vörös bolygó légkörét is gazdagították, annak története tehát bonyolultabb annál, mint azt korábban gondoltuk.

Az eredményhez vezető méréseket a marsjáró SAM (Sample Analysis at Mars) műszeregyüttesével végezték, amelynek során a xenon és a kripton izotópjainak gyakoriságát vizsgálták a bolygó légkörében. A két gáz tanulmányozása segíthet a kutatóknak a marsi légkör fejlődési és eróziós folyamatainak felvázolásában. A Mars atmoszférájának xenon- és kriptontartalmáról sok információ származott a marsi meteoritok elemzéséből, illetve a Viking-mérésekből. A SAM műszeregyüttes egyik vezető kutatója, Pamela Conrad (Goddard Space Flight Center) szerint a korábbi vizsgálatok azonban csak a történet egy részét tárták fel, a SAM-mérések szolgáltatták az első teljes in situ becslést (in situ = helyszínen, eredeti helyén), amelyet össze lehet hasonlítani a meteorit-mérésekből származó adatokkal. A kutatókat különösen a xenon- és a kriptonizotópok légkörbeli arányai érdekelték, ezért a SAM-mel mérések egész sorát végezték a két elem összes izotópja atmoszferikus gyakoriságának meghatározására. A csak nyomokban jelen lévő gázok és izotópok kimutatására használt módszer - statikus tömegspektroszkópia - ugyan nem új technika, egy másik bolygó felszínén azonban jelenleg csak a SAM tud ilyen méréseket kivitelezni.

Nagy vonalakban az újak összevágnak a korábbi vizsgálatok eredményeivel, néhány izotóparány azonban nem a várt értéknek adódott. A kicsiny, de fontos különbség magyarázata során a kutatók rájöttek, hogy a Mars felszínének anyagában a kémiai elemek között neutroncsere történhet, és ez a neutronbefogásnak nevezett folyamat magyarázhatja, hogy néhány izotóp miért gyakoribb a vártnál. Úgy tűnik, hogy a xenon 124-es és 126-os izotópjának túlgyakoriságát a báriumizotópok által leadott és a xenonizotópok által befogott neutronok okozhatják, míg a 80-as és 82-es tömegszámú kriptonizotópok esetében ezért a brómionok által leadott neutronok felelősek. Ezek az izotópok aztán becsapódások következtében vagy a regolitból megszökő gázként kerülhettek a légkörbe. Conrad szerint a SAM-mérések arra szolgáltatnak bizonyítékot, hogy a bolygó felszínének kőzetei és még nem megszilárdult anyaga dinamikus módon járulhattak hozzá a légkör xenon- és kriptontartalmának növeléséhez. A Föld és a Mars atmoszférájában jelentősen különbözik a xenon- és kriptonizotópok aránya, különösen igaz ez a 129-es tömegszámú xenonizotóp esetében, amelyből a Mars légkörében sokkal több van, mint a Földében.

A NASA Curiosity marsjárójának mérései alapján a vörös bolygó felszínének anyagában zajló kémiai folyamatok magyarázhatják, hogy a xenon- és a kriptonizotópok miért gyakoribbak a légkörben a vártnál, ugyanakkor a bárium- és brómizotópok által a kozmikus sugárzás hatására leadott és a xenon- és kriptonizotópok által befogott neutronok hatása is módosítja az izotóparányokat.
[NASA/GSFC/JPL-Caltech]

Michael Meyer (NASA Headquarters, Washington), a NASA Mars Exploration Program vezető kutatója szerint a kripton és a xenon hat, illetve kilenc különböző izotópjának in situ mérései egyedülálló lehetőséget biztosítottak a Mars légköre és kérge közötti összetett kölcsönhatás vizsgálatára, az ilyen kölcsönhatások felismerése pedig hozzájárulhat a bolygófejlődés jobb megértéséhez.

Az eredményeket részletező szakcikk a Earth and Planetary Science Letters c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2016.09.29.