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.