NASA paleontologu grupa ar satelīta palīdzību gandrīz Marsa orbītā spēja noteikt, kāpēc šī planēta pārvērtās par nedzīvu tuksnesi. Pētnieki, konstatējuši saules vēja ietekmē zaudēto katastrofu apjomus, nonāca pie secinājuma, ka ar to pilnīgi pietiek, lai šķidrais ūdens pazustu no Marsa virsmas.
Marss ir viena no planētām, kas atrodas vistuvāk Zemei. Šī planēta ir ērtāka cilvēkiem, kuri, visticamāk, nākotnē varēs staigāt pa tās virsmu skafandros, nekā Venēra, kuras karsto un blīvo atmosfēru pat pētniecības transportlīdzekļi nespēj izturēt. Turklāt saskaņā ar jauno zinātnisko pētījumu rezultātiem agrāk uz Sarkanās planētas plūda upes, un gaiss bija retāks. Jo īpaši to norāda milzīgu viļņu pēdas, kas varēja izraisīt asteroīda krišanu un kuras nesen tika atklātas.
Iespējams, ka pietiekams daudzums skābekļa un ūdens radīja apdzīvojamu vidi. Daži zinātnieki apgalvo, ka apmēram pirms 3,5-2,5 miljardiem gadu uz šīs planētas varētu pastāvēt biosfēra. Tomēr šobrīd Marss ir tuksnesis, kurā nav ūdens. Pēc paleontologu domām, pirms vairākiem desmitiem miljonu gadu Sarkanā planēta gandrīz pilnībā zaudēja ūdeni. Laikā, kad uz Marsa pastāv dinozauri uz Zemes, ir pilnīgi iespējams, ka dažus ezerus tomēr varēja saglabāt. Planētas atmosfēra ir ļoti reta, to galvenokārt veido oglekļa dioksīds, tāpēc tā nespēj aizsargāt iespējamos mikrobus no jonizējošā starojuma.
Pētnieki ilgu laiku baroja, lai atrastu atbildi uz jautājumu, kas izraisīja globālu katastrofu, kas ar ūdeni bagāto planētu pārvērta par putekļainu tuksnesi. Pēc zinātnieku domām, ir ārkārtīgi svarīgi atrast atbildi, tā nav tikai dīkstāves ziņkārība. Pateicoties tam, būs iespējams saprast mūsu planētas nākotni, kāda, kā uzskata daži zinātnieki, kādreiz izskatījās Sarkanā planēta. Pēc paleontologu domām, galvenais iemesls ir dramatiskās izmaiņas globālajā klimatā atmosfēras zuduma un vāja elektromagnētiskā lauka dēļ.
Pašlaik Marsa atmosfēra turpina šķīst kosmosā. Zinātnieki pēta šo procesu, kā arī NASA Marsa skautu kosmosa projekta ietvaros mēģina rekonstruēt pagātnes klimatiskās izmaiņas. Lai novērotu Sarkanās planētas atmosfēru, uz to tika nosūtīts MAVEN satelīts. Programmas galvenais mērķis ir noskaidrot lomu, kāda bija gāzu zudumam, pārvēršot planētu tuksnesī.
Pētnieki noteica zaudējumu apjomu, aprēķinot smago un vieglo izotopu, jo īpaši argona, attiecību. Gāze, kas izplūst kosmosā, galvenokārt aiznes vieglus atomu kodolus, kā rezultātā Marsa atmosfērā dominē smagie kodoli. Šīs planētas atmosfērā to pieaugošo koncentrāciju vēl 2013. gadā atklāja NASA speciālisti. Pateicoties MAVEN satelītam, kas 2014. gadā tika palaists Marsa orbītā, zinātnieki varēja detalizētāk atklāt procesus, kas notiek planētas gāzes apvalka augšējos slāņos.
Pēc ekspertu domām, mehānisms, ar kuru argons aizlido kosmosā, ir diezgan vienkāršs. Saules vēja ietekmē tiek paātrināti joni, kas saduras ar argona atomiem atmosfēras augšdaļā, izmetot tos kosmosā. Šis process ir vienāds ar Ar36 un Ar38. Bet atšķirības tomēr rodas. Iemesls tam ir fakts, ka izotops Ar36 ir vieglāks, tāpēc tas ātrāk iekļūst atmosfēras augšdaļā. Rezultātā tieši viņš ir ļoti daudz eksobāzes līmenī. Virs šī līmeņa daļiņas spēj atstāt planētu, nesaduroties savā starpā. Tādējādi Ar36 izotops kosmosā nonāk daudz ātrāk nekā Ar38.
Lai noteiktu izotopu koncentrāciju atmosfērā, zinātnieki izmantoja jonu un neitrālu masu spektrometru, kas uzbūvēts Godarda kosmosa centrā. Satelīts MAVEN veica mērījumus dažādos augstumos, it īpaši aptuveni 150 kilometru augstumā no Marsa virsmas. Tādējādi pētnieki noteica turbopauzes un ekobāzes līmeni. Turbopauze ir atmosfēras slānis, kas atrodas virs homosfēras, kurā dominē turbulenta gāzu sajaukšanās, kā arī zem heterosfēras, kur dominē molekulārā difūzija.
Reklāmas video:
Turbopauzes augstumu noteica šādi. Zinātnieki Marsa virsmā paņēma N2 / Ar40 attiecību, kas iegūta, izmantojot braucēju Curiosity. Sakarā ar to, ka gāzes homosfērā labi sajaucas, šai proporcijai jābūt vienādai līdz turbopauzei. Satelīts daudzkārt mērīja šo attiecību dažādos augstumos, kā rezultātā tika noteikta korelācija: jo augstāka, jo lielāka ir slāpekļa un argona attiecība. Pētniekiem bija jāpārnes tikai rezultāti uz atmosfēras apakšējiem slāņiem, jo satelīts tur nevarēja nokļūt - līdz vērtībai 1,25. Augstums, kurā tas notika, bija turbopauze.
Pēc eksobāzes un turbopauzes līmeņa noteikšanas zinātnieki secināja argona izotopu attiecību starp tiem. Kā ieteica pētnieki, šis slānis tika bagātināts ar Ar38. Šo koeficientu izmantoja par pamatu, lai aprēķinātu gāzes zudumu apjomu. Tomēr bija jāņem vērā fakts, ka daži izotopi varēja nokļūt atmosfērā vulkāniskās aktivitātes, iežu laika apstākļu un asteroīdu ietekmes dēļ. Tādējādi argona frakcijas, kas kosmosā nonāca, kopējā vērtība atmosfērā esošā gāzes daudzumā visā periodā bija 66 procenti.
Paleontologi izmantoja rezultātus, lai aprēķinātu aptuvenos citu gāzu zudumus. Tādējādi zinātnieki nonāca pie secinājuma, ka sadursmju rezultātā ar atmosfēras joniem varētu izplūst apmēram 10-20 procenti oglekļa dioksīda. Skābekļa zudums bija katastrofālāks, un sekas bija atkarīgas no tā, kura gāze bija skābekļa zuduma avots. Gadījumā, ja tas ir oglekļa dioksīds, oglekļa dioksīda zudumi ir aptuveni 30 reizes lielāki nekā pētnieku aplēses. Tādējādi spiediens varēja samazināties par vairāk nekā vienu atmosfēru. Tajā pašā gadījumā, ja skābeklis bija ūdens tvaiku sastāvā, ūdens zudumi bija lieli.
Zinātnieki atzīmē, ka Sarkanās planētas agrīnā atmosfēra bija pietiekami blīva un saturēja pietiekami daudz oglekļa dioksīda, lai siltumnīcefekta dēļ uz planētas virsmas varētu pastāvēt šķidrs ūdens. Šis pētījums parāda, ka Marss ir kļuvis par tuksnesi lielākās gāzes apvalka zuduma rezultātā. Tas notiek, neņemot vērā faktu, ka pirms miljoniem gadu Saule varēja būt aktīvāka. Un tas, pēc ekspertu domām, tikai palielina kosmosā izpūstās atmosfēras apjomu.