Obsah:
Nová studie emisí z marťanských sopek naznačuje, že v současné době neprobíhá žádná aktivita, ale výzkumníci nevylučují nedávné erupce.
Pomocí infračerveného teleskopu NASA na Mauna Kea na Havaji hledal vědecký tým známky kyseliny sírové - klíčového indikátoru sopečné aktivity. Zaměřili se na hlavní vulkanické provincie Marsu (Tharsis a Syrtis Major) ve dvou vícetýdenních pozorovacích relacích, jedno od prosince do ledna 2012 a další v květnu a červnu 2014.
Ze Země nemohli v těchto krátkých obdobích zaznamenat žádné známky sopečných erupcí. Tato zjištění odpovídají podobným negativním výsledkům z pátrání, které tým provedl pomocí Very Large Telescope v Chile (optický dalekohled) a radioteleskopu Palomar Observatory California Institute of Technology.
Různé typy molekul vyzařují charakteristické „podpisy“založené na energii jejich jednotlivých prvků, přičemž každá z nich funguje pro vyšetřovatele jako jakýsi otisk prstu. V rádiových vlnových délkách je technika vyhledávání mírně odlišná; vědci hledají výrazné čáry, které se vyskytují, když molekuly rotují. Naštěstí se kyselina sírová v těchto vlnových délkách ukazuje docela dobře.
Výsledky byly prezentovány na listopadovém setkání Americké astronomické společnosti Department of Planetary Sciences pod názvem „Nové hledání aktivního uvolňování vulkanických plynů na Marsu: Citlivé horní limity pro OCS“, které vedl Alain Khayat (University of Hawaii).
Výzkumník a spoluautor Geronimo Villanueva říká, že dalším logickým krokem ve výzkumu je přiblížit se k Marsu a provést zdlouhavé pátrání. Naštěstí pro Villanuevu má k dispozici nástroj schválený na připravované evropské kosmické lodi, aby to udělal.
"Ze Země je vyhledávání složité. Čas dalekohledu vám poskytuje pouze konkrétní čas nebo instanci a vy nemáte celý obrázek," řekla Villanueva, výzkumná asistentka na Katolické univerzitě v Americe v rezidenci NASA Goddard Space Flight Center. "Orbiter poskytuje denní mapy atmosféry, takže se hodně dozvíme o skutečných procesech na planetě."
Villanueva je spoluřešitelkou NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery), spektrometru, který bude létat na 2016 ExoMars Trace Gas Orbiter s Evropskou kosmickou agenturou. Přístroj nebude hledat pouze vulkanismus – znamení energie, která by mohla být zdrojem pro život, ale také organické látky, které by mohly naznačovat vedlejší produkty života samotného.
Na Zemi například sopky recyklují oxid uhličitý, který rostliny využívají, a také chrlí popel šetrný k rostlinám. Horké prameny jsou také běžným rysem blízkých sopek a vznikají, když zahřáté horniny pod zemí interagují s podzemní vodou. Navzdory drsnému prostředí horkých pramenů - například vysoké teplotě a kyselosti - v tomto prostředí žijí určité organismy, jako jsou extremofili.
Dynamická planeta
Když kosmická loď poprvé navštívila Mars v 60. letech minulého století, geologové věřili, že se dívají na mrtvou planetu. První kosmická loď Mariner od NASA shodou okolností prolétla oblastmi, které byly většinou poseté krátery a nabyly vzhledu podobného Měsíci.
Mariner 9 toto vnímání navždy změnil. Kosmická loď dorazila k Marsu na první orbitální misi v roce 1972, jen aby viděla globální prachovou bouři, která pohltila Rudou planetu. Zdálo se, že z prachu trčí několik zvláštních kruhových útvarů. Když trosky pomalu ustupovaly, vědci si uvědomili, že se dívají na obrovské sopky, včetně Olympus Mons, který se tyčí 25 kilometrů vysoko, tedy asi třikrát výše než pozemský Mount Everest.
Jednou z klíčových otázek bylo, zda byly tyto sopky vyhaslé. Je to otázka, která je dodnes pro výzkumníky záhadou, ačkoli s každou další kosmickou lodí přicházelo více informací. V roce 2004 například sonda Mars Express Evropské kosmické agentury zkoumala Olympus Mons a geologické důkazy naznačovaly, že láva proudila v oblasti během posledních dvou milionů let, což naznačuje, že sopka může stále znovu vybuchnout.
Důkazy o nedávných sopečných erupcích by vyžadovaly buď přímá pozorování, nebo hledání produktů jejich emisí v atmosféře. Na základě pozorování Země by nejpravděpodobnějším stopovým plynem byla kyselina sírová. Na Marsu však bylo systematického pátrání jen málo.
Pozemská pozorování se obvykle odehrávají v rámci omezení dostupného času dalekohledu (což jsou obvykle pouze dny nebo týdny). Je zde také problém špatného rozlišení. Možná k erupcím skutečně dochází, ale na tak malých úrovních, že je z naší planety nelze snadno detekovat. Výzkumníci se snaží získat údaje z vyšších míst v naší atmosféře, kde je sušší a kde je méně pravděpodobné, že by atmosférická voda rušila. Za tímto účelem Villanueva řekla, že specializovaný orbiter Mars bude klíčovým krokem.
NOMAD bude zkoumat Mars třemi způsoby. Používá technologii silně založenou na misi Venus Express a má tři kanály. Jedním z nich je sluneční zákrytový kanál, který poskytuje informace o složení plynu, když je Slunce viditelné skrz atmosféru. Dalším je kanál, který je citlivější na emise, jak je vidět z povrchu, a který bude během mise směřovat primárně dolů. Třetí kanál umožňuje pozorování na ultrafialové vlnové délce hledání kyseliny sírové, ozónu a také umožňuje studie aerosolů.
Práce s jinými kosmickými loděmi
Hlavním cílem NOMADu budou organické molekuly, které mají vazbu uhlík-vodík, jako je ethan, metan a ethylen. Nejsou to nutně známky života, protože existují organické molekuly, které nejsou založeny na životě, ale mohly by naznačovat minulou nebo současnou obyvatelnost a mohly by, což je důležité, poukazovat na nedávnou aktivitu. NOMAD bude také hledat nepřeberné množství biologicky a geologicky relevantních molekul s různorodou směsí atomů síry, chloru, kyslíku a dusíku.
Důkazy o organických druzích na Marsu jsou stále předmětem zkoumání, přesto vozítko Curiosity nedávno oznámilo definitivní známky organických látek na povrchu Marsu a také potvrdilo existenci metanových oblaků v atmosféře.
"Ze Curiosity a dalších zdrojů také víme, že na povrchu Marsu jsou sloučeniny síry a chlóru," řekla Villanueva. "Ale abychom byli v atmosféře, musí dojít k nějaké tepelné injekci nebo uvolnění."
Toto uvolnění by mohlo pocházet z nějakého podzemního zdroje tepla, upozornil, nebo možná z vulkanismu. Villanueva dodal, že k potvrzení jakýchkoli nálezů bude zapotřebí více přístrojů, ale poukázal na to, že další nástroj vstoupí na oběžnou dráhu Země v roce 2018. Vesmírný dalekohled Jamese Webba má rozlišení, které by mělo být dostatečné pro hledání síry v atmosféře Marsu. Vyšetřovatelé chtějí také vědět, jak se Mars v průběhu času měnil. Existuje dostatek geologických důkazů o minulé vodě, protože orbitery například zachytily známky roklí a rovery detekovaly látky, které se tvoří v kapalné vodě, jako je hematit a jíl. Ale všechny tyto příznaky ukazují na to, že voda se vytvořila před miliony nebo miliardami let, což naznačuje, že se něco v atmosféře změnilo.
Hlavní teorií nyní je, že se atmosféra ztenčila, zejména když vodík unikal do vesmíru. To lze změřit porovnáním poměru vodíku na Marsu a jeho těžšího příbuzného (nebo izotopu), deuteria, k jiným planetám. To je jeden z hlavních cílů MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN), kosmické lodi NASA, která letos dorazila k Marsu.
ExoMars to také provede vyšetřování, řekla Villanueva. A jak více přistávacích misí loví vodu pod povrchem, mohly by poskytnout více důkazů o tom, že se atmosféra Marsu v průběhu geologického času mění. Potenciální budoucí misí tohoto vyšetřování je rover ExoMars 2018. Mezitím se vozítko 2020 Mars, které vyvíjí NASA, zaměří na hledání obyvatel.
"Teorie je taková, že pokud máte vodu chráněnou po dlouhou dobu pod zemí, měla by mít jiný izotopový poměr vodíku a deuteria než kterýkoli na povrchu," řekl.
