NASA paleontologų grupė, pasitelkusi palydovą, esančią netoli Marso orbitos, sugebėjo nustatyti, kodėl ši planeta virto negyva dykuma. Tyrėjai, nustatę saulės vėjo įtakoje prarastos katastrofos apimtis, padarė išvadą, kad to visiškai pakanka, kad skystas vanduo dingtų iš Marso paviršiaus.
Marsas yra viena iš arčiausiai Žemės esančių planetų. Ši planeta yra patogesnė žmonėms, kurie, tikėtina, ateityje galės vaikščioti jos paviršiumi skafandrais, nei Venera, kurios karšta ir tanki atmosfera negali atlaikyti net tyrimų transporto priemonės. Be to, remiantis naujų mokslinių tyrimų rezultatais, anksčiau Raudonojoje planetoje tekėjo upės, o oras buvo retesnis. Visų pirma, tai rodo didžiulių bangų pėdsakai, kurie galėjo sukelti asteroido kritimą ir kurie buvo neseniai atrasti.
Gali būti, kad pakankamas deguonies ir vandens kiekis sukūrė gyvenamą aplinką. Kai kurie mokslininkai teigia, kad maždaug prieš 3,5–2,5 milijardo metų šioje planetoje gali egzistuoti biosfera. Tačiau šiuo metu Marsas yra dykuma be vandens. Paleontologų teigimu, prieš kelias dešimtis milijonų metų Raudonoji planeta beveik visiškai neteko vandens. Marse egzistuojant dinozaurams Žemėje, gali būti, kad kai kuriuos ežerus vis tiek būtų galima išsaugoti. Planetos atmosfera yra labai reta, ją daugiausia sudaro anglies dioksidas, todėl ji negali apsaugoti galimų mikrobų nuo jonizuojančiosios spinduliuotės.
Mokslininkai ilgą laiką maitino, norėdami rasti atsakymą į klausimą, kas sukėlė pasaulinę katastrofą, kuri vandens turtingą planetą pavertė dulkėta dykuma. Mokslininkų teigimu, rasti atsakymą yra nepaprastai svarbu, tai ne tik nenaudingas smalsumas. Dėl to bus galima suprasti mūsų planetos ateitį, kuri, kaip mano kai kurie mokslininkai, kažkada atrodė Raudonoji planeta. Pasak paleontologų, pagrindinė priežastis yra dramatiški pasaulio klimato pokyčiai dėl atmosferos praradimo ir silpno elektromagnetinio lauko.
Šiuo metu Marso atmosfera ir toliau tirpsta kosmose. Mokslininkai tyrinėja šį procesą, taip pat bando atkurti praeities klimato pokyčius kaip dalį NASA kosminio projekto „Mars Scout“. Norėdami stebėti Raudonosios planetos atmosferą, į ją buvo nusiųstas MAVEN palydovas. Pagrindinis programos tikslas yra išsiaiškinti, kokį vaidmenį dujos prarado, paversdamos planetą dykuma.
Tyrėjai nustatė nuostolių dydį apskaičiuodami sunkiųjų ir lengvųjų izotopų, ypač argono, santykį. Į kosmosą išbėgančios dujos daugiausia nuneša lengvus atomų branduolius, dėl kurių Marso atmosferoje vyrauja sunkieji branduoliai. Šios planetos atmosferoje padidėjusią jų koncentraciją dar 2013 m. Nustatė NASA specialistai. Dėka MAVEN palydovo, kuris į Marso orbitą buvo paleistas 2014 m., Mokslininkams pavyko išsamiau atskleisti procesus, vykstančius viršutiniuose planetos dujų gaubto sluoksniuose.
Ekspertų teigimu, mechanizmas, kuriuo argonas nuskrieja į kosmosą, yra gana paprastas. Dėl saulės vėjo įtakos pagreitėja jonai, kurie susiduria su argono atomais viršutinėje atmosferos dalyje ir išmeta juos į kosmosą. Šis procesas yra tas pats „Ar36“ir „Ar38“. Tačiau skirtumų tikrai kyla. To priežastis yra ta, kad izotopas Ar36 yra lengvesnis, todėl jis greičiau prasiskverbia į viršutinę atmosferos dalį. Todėl būtent jis yra gausus egzobazės lygyje. Virš šio lygio dalelės sugeba palikti planetą nesusitrenkdamos viena su kita. Taigi, „Iz36“izotopas į kosmosą eina daug greičiau nei „Ar38“.
Norėdami nustatyti izotopų koncentraciją atmosferoje, mokslininkai naudojo joninį ir neutralų masių spektrometrą, pastatytą Goddardo kosminiame centre. Palydovas MAVEN atliko matavimus įvairiuose aukščiuose, ypač maždaug 150 kilometrų aukštyje nuo Marso paviršiaus. Taigi tyrėjai nustatė turbopauzės ir ekobazės lygį. Turbopauzė yra virš homosferos esantis atmosferos sluoksnis, kuriame vyrauja turbulentiškas dujų maišymasis, taip pat po heterosfera, kur vyrauja molekulinė difuzija.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Turbopauzės aukštis buvo nustatytas taip. Mokslininkai Marso paviršiuje paėmė N2 / Ar40 santykį, gautą naudojant „Curiosity“roverį. Atsižvelgiant į tai, kad dujos gerai maišosi homosferoje, šis santykis turėtų būti toks pat iki turbopauzės. Palydovas šį santykį daug kartų matavo įvairiuose aukščiuose, todėl buvo nustatyta koreliacija: kuo didesnis, tuo didesnis azoto ir argono santykis. Tyrėjams reikėjo tik perkelti rezultatus į apatinius atmosferos sluoksnius, nes palydovas ten negalėjo patekti - iki 1,25 vertės. Aukštis, kuriame tai įvyko, buvo turbopauzė.
Nustatę egzobazės ir turbopauzės lygį, mokslininkai padarė išvadą apie argono izotopų santykį tarp jų. Kaip teigė mokslininkai, šis sluoksnis buvo praturtintas Ar38. Šis santykis buvo naudojamas kaip pagrindas apskaičiuojant dujų nuostolių tūrį. Tačiau reikėjo atsižvelgti į tai, kad kai kurie izotopai galėjo patekti į atmosferą dėl vulkaninės veiklos, uolienų atmosferos ir asteroidų poveikio. Taigi galutinė argono frakcijos, kuri pateko į kosmosą, viso atmosferoje esančių dujų kiekio vertė per visą laikotarpį buvo 66 proc.
Paleontologai naudojo rezultatus apskaičiuodami apytikslį kitų dujų nuostolius. Taigi mokslininkai priėjo prie išvados, kad susidūrus su atmosferos jonais, gali išsiskirti apie 10–20 procentų anglies dvideginio. Deguonies praradimas buvo katastrofiškesnis, o pasekmės priklausė nuo to, kurios dujos buvo deguonies praradimo šaltinis. Tuo atveju, jei tai yra anglies dioksidas, anglies dvideginio nuostoliai yra apie 30 kartų didesni nei tyrėjų vertinimai. Taigi slėgis galėjo sumažėti ne viena atmosfera. Tuo pačiu atveju, jei deguonis buvo vandens garų sudėtyje, vandens nuostoliai buvo dideli.
Mokslininkai pastebi, kad ankstyvoji Raudonosios planetos atmosfera buvo pakankamai tanki ir joje buvo pakankamai anglies dvideginio, kad dėl šiltnamio efekto planetos paviršiuje galėtų egzistuoti skystas vanduo. Šis tyrimas rodo, kad praradus didžiąją dalį dujų gaubto, Marsas tapo dykuma. Ir tai neatsižvelgiama į tai, kad prieš milijonus metų Saulė galėjo būti aktyvesnė. Ir tai, pasak ekspertų, tik padidina į kosmosą išpūstos atmosferos tūrį.