Tovább lehetett az élethez kedvező bolygó a Mars

A Mars kutatásának egyik alapvető kérdése, hogyan jöttek létre az idős folyásnyomok a felszínen. Abban egyetértenek a szakemberek, hogy a földi folyóvölgyekre emlékeztető képződmények nagyobb részét (vagy mindegyikét) folyékony víz áramlása hozta létre - abban viszont nincs megegyezés, hogy ez a víz rövid ideig vagy tartósan áramlott a felszínen. Két új kutatás szerint kezdetekben tartósan lehetett víz a Marson, és a későbbiekben is csak lassan szárazodott a bolygó, fokozatosan érve el mai állapotát. 

A folyásnyomokat eredetük szerint három csoportba sorolják, ezek

- a legidősebb ún. hálózatos csatornák (ezek a bolygó történetének elején feltételezett meleg és nedves éghajlat idején keletkeztek)

- az ún. áradásos csatornák (ezek később születtek meg, vulkáni hatásra bekövetkezett felszín alatti vízfeltörésektől)

- az egyes vulkánok lejtőin lévő folyásnyomok csoportja; utóbbiak a vulkánokra rakódott jég megolvadásakor jöttek létre.

A jelenlegi felszínfejlődési modellek alapján az idős, első csoport keletkezését követően már nem uralkodtak a Marson olyan feltételek, amelyek közepette folyékony víz tartósan megjelent - kivéve a fent említett, jórészt vulkáni eredetű, átmeneti vízfeltöréseket.

Az idős folyásnyomok kialakulására több lehetőség is adódik. A klasszikus csapadékhullás mellett a másik alternatíva a felszíni jég megolvadása, amelyre tartósan meleg éghajlat nélkül is sor kerülhetett, például a kezdetekben gyakori becsapódások miatt. Ekkor a visszahullott törmelék a jeget megolvaszthatta, emellett a becsapódási kráter anyaga is meleg maradt egy ideig, egy nagy robbanástól pedig megnőhetett a légköri gázok mennyisége, és így a felszínt melegítő az üvegházhatás mértéke.

Új eredmények

Charles Barnhart (University of California, Santa Cruz) számítógépes modell segítségével megmutatta, hogy hosszabban, tartósabban lehetett víz a felszínen mitegy 3,5 milliárd évvel ezelőtt - eszerint nem a jég időszakos megolvadása hozta létre a folyásnyomokat. A szimulációk alapján a folyásnyomok kialakulásához alkalmanként 10-100 ezer éven keresztül nedves időszakoknak kellett fennállnia a bolygón. Az ilyen periódusok a földi félsivatagos területek éghajlatára emlékeztettek, ahol általában szárazság uralkodik, de szinte minden évben hullik egy kevés csapadék.

Egy másik, az előzőtől független felmérés arra utal, hogy 3,5 milliárd évnél később is volt víz tartósan a felszínen. Catherine Weitz (Planetary Science Institute) és kollégái a Valles Marineris nevű gigantikus marsi kanyonrendszerhez közeli idős, világos színű üledékes kőzeteket vizsgálták a Mars Reconnaisance Orbiter (MRO) szonda HiRISE kamerájának felvételein.

Érdekesség, hogy itt az üledékek egyértelműen idős folyásnyomokhoz kacsolódnak. Területükön néhol az erózió jelentősen pusztította a felszínt, és mivel a vízfolyásokban lerakódott világosabb üledék ellenállóbb volt, mint a környező anyag, lassabban pusztult, kirajzolva az ősi folyásnyomok alakját. A folyamat a Földről is ismert, ahol inverziónak nevezik: az eredetileg mély völgyben lerakódott világos üledék ma már kiemelkedéseket alkot.

A folyásnyomok a fent említett kezdeti melegebb időszak után keletkeztek, a megfigyelésesek és a számítógépes modellek kombinálása alapján a folyásnyomok 3,0 és 3,7 milliárd évvel ezelőtt. A korábbi modellek szerint ekkor már hideg és száraz állapot uralkodott a bolygón, de az új felismerés alapján a kérdéses víz csapadék formájában hullhatott a felszínre, majd lefolyva kialakította a ma megfigyelhető eróziós mélyedéseket.

Idős folyásnyomok a Melas Chasma térségében (NASA/JPL/University of Arizona)

Mindent összevetve a bolygó egyenlítői térsége tovább maradt nedves, mint eddig feltételezték. A jelenség talán a bolygó forgástengelyének "dülöngélése", és a jég ezzel kapcsolatos vándorlása miatt jött létre. Amikor a Mars forgástengelye elég ferde (30-40 fokos, vagy még nagyobb szöget zár be a pályasík merőlegesével), a pólussapkák zsugorodnak vagy eltűnnek, és H₂O alacsony szélességre vándorol. Talán ezzel kapcsolatban keletkeztek a most azonosított folyásnyomok is.

Az égitest további fejlődése során feltehetőleg az egyenlítői térség is még hidegebb lett, és későbbiekben már ott is csak szilárd állapotban jelent meg a jég, amely a Tharsis-hátság nagy vulkánjainak lejtőin a földi gleccserekre emlékeztető nyomokat hagyott hátra.

Mindez az egykori élet kialakulásának lehetősége miatt is fontos eredmény, annak esetleges megszületéséhez ugyanis - egyéb tényezők mellett - fontos volt a folyékony víz tartós jelenléte.