Ha bolygógyárban készült volna, luxusmodellnek számítana a Föld

Ha Földünk egy "bolygógyárban" készült volna, biztosan nem fapados alaptípusnak, hanem egy extrákkal felszerelt luxusmodellnek számítana. Belső folyamatai szinte zavartalanul működnek 4,6 milliárd éve, változatos formakincsű szilárd felszínét és folyékony vízkészletét pedig globális védőburkok óvják a káros külső hatásoktól. Napjainkban a bolygótudomány legizgalmasabb kérdése éppen az, hogy mindezek közül melyek találhatók meg más égitesteken is valamilyen formában, s melyeket lehet Földünk valóban exkluzív jellemvonásainak tekinteni.

Formakincs

A szilárd felszínű bolygótestek is nyújtanak ellenőrzési lehetőséget a Földön megfigyelt jelenségeket magyarázó elméleteinkre. Például az, hogy egy hegység milyen magasra emelkedhet egy égitesten, függ az égitest tömegétől. Nagyobb tömegű bolygón ugyanis nagyobb lesz a hegy súlya, s azt a kéreg esetleg már nem tudja megtartani, így gyökere mélyebbre süllyed bele a kéregbe.

Egy másik példa, hogy a földcsuszamlások vagy lavinák eltérő távolságra vihetik el a lezúduló tömeget attól függően, hogy milyen az anyag állaga és mekkora az égitest felszíni gravitációja. De az is vizsgálható, hogy a lejtőn lefelé mozgó folyadék (a Földön és az ősi Marson a víz, a Titánon a metán) hogyan alakít ki völgyeket és hogyan koptatja a szállított kőzetdarabokat. Az ilyen "kavicsok" anyaga a Földön és a Marson szilikát, a Titánon pedig sziklakeménységű vízjég.

Azt is érdekes tanulmányozni, hogy a különböző sűrűségű légkörök szelei hogyan hoznak létre dűnéket a törmelékszemcséket - a Titánon például a sötét szénhidrogén-homokot - görgetve, vagy hogy a finom port felkapva hogyan gerjesztenek porviharokat.

Porvihar a Mars északi poláris térségében és hasonló jelenség a Földön, Afrika északnyugati partvidéke felett

A Marson azt is ragyogóan lehet tanulmányozni, hogy a porviharok során légkörbe emelt por hogyan csökkenti a felszínre jutó napsugárzás mennyiségét s hogy csapadék hiányában mennyi idő alatt ülepszik ki az atmoszférából.

Ami a szilárd test geofizikai folyamait illeti, forrópont vulkanizmust tanulmányozhatunk a Marson, ahol régen óriási vulkáni hegyek épültek fel; a Vénuszon, ahol talán most is vannak aktív régiók, valamint a Jupiter Io nevű holdján, ahol a tűzhányók jelenleg is működnek.

A Naprendszer legnagyobb ismert tűzhányója a környezetéből 27 kilométeres magasságba emelkedő Olympus-hegy bazaltos pajzsvulkánja

Emellett az Io felszínén repedés menti vulkanizmust is talált a Galileo-űrszonda. Sőt, folyadékkal/jéggel kölcsönható vulkanizmusra a Földön kívül szintén az Io tud példával szolgálni, ám ott a vízjég helyett kén játssza a lávával kölcsönhatásba lépő "illóanyag" szerepét.

Egy 60 kilométer hosszúságú repedésből kiáramló láva a Naprendszer vulkánilag legaktívabb holdja, az Io felszínén

Gejzírműködést pedig több helyen is találtunk: kénes anyagút az Io felszínén, nitrogén-gejzíreket a Neptunusz körül keringő Triton holdon és legújabban H2O-gejzíreket a Szaturnusz rendkívül különleges látványt nyújtó, Enceladus nevű holdján.

H₂O-gejzír a Szaturnusz 500 kilométer átmérőjű Enceladus holdján

Az óceánközépi hátságoknál zajló kéreg-keletkezés a Földön kívül a Jupiter Europa illetve Ganymedes holdjain, az Enceladuson, a Tritonon, valamint az Uránusz Ariel nevű holdján tanulmányozható. Ezeken az égitesteken azonban nem a földihez hasonló lemeztektonika, hanem az árapály-feszültségek idézik elő a kéregdarabok távolodását és a repedések kialakulását.

Árapály-feszültség által megrepesztett jégkéreg az Uránusz körül keringő Ariel hold felszínén

Földünk egyedülálló vonásai

A kőzetlemezek mozgásának nyomait eddig a Földön kívül egyetlen másik bolygótesten sem sikerült megtalálni. Érdekes lenne kideríteni, hogy miért csak a mi bolygónkra jellemző ez a különleges folyamatrendszer, mert ennek ismeretében biztosabban el tudnánk dönteni, hogy a bolygótestek hőfejlődésének mennyire törvényszerű következménye a két eltérő kéregtípus kialakulása. Elképzelhető, hogy a többi bolygótest túl gyorsan haladt át a hűlésnek ezen a szakaszán, vagy egyszerűen csak nem érték még el ezt az állapotot? Esetleg valamilyen különleges esemény hozta létre a kétféle kérget saját bolygónkon, s egyetlen más bolygótesttel sem történt hasonló folyamat?

Egy másik különlegesség, hogy bolygójához viszonyítva a Földnek van a legnagyobb tömegű kísérője. Ez pedig arra utal, hogy a múltban valami olyan dolog történt otthonunkkal, ami a többi bolygóval nem, vagy legalábbis nem úgy, ahogyan a Földdel. Jelenlegi tudásunk szerint ugyanis a Hold nem a Földdel együtt keletkezett és nem is gravitációsan befogott hold, hanem feltehetőleg az ősi Föld és egy kb. Mars-méretű test óriási ütközésének eredményeként jött létre. Ez pedig alapvető kérdéseket vet fel például azzal kapcsolatban, hogy az ütközés során bolygónknak átadott energia milyen mértékben és mélységben befolyásolta a Föld későbbi geofizikai folyamatait.

A Holdat létrehozó hatalmas bolygóközi ütközés elképzelt látványa

Ám ha minden kérdésre választ tudnánk adni napjainkban, akkor mi ösztönözné további kutatásra a következő évtizedek planetológusait...?

Dr. Illés Erzsébet, tudományos főmunkatárs, MTA Csillagászati Kutatóintézet

* * *

Dr. Illés Erzsébet(1936): a fizikai tudományok kandidátusa, az MTA Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézetének tudományos főmunkatársa. Tagja volt annak a néhány főből álló csillagászcsoportnak, amelynek tevékenységével 1958-ban megkezdődött Magyarországon az űrkutatás. Jelenleg a Nap-Föld fizikai kapcsolatok kutatásával és a Naprendszer égitestjeinek összehasonlító planetológiai vizsgálatával foglalkozik. Száznál több tudományos publikáció szerzője, s egy évtizede tart bolygótudományi kurzusokat az ELTE hallgatói számára, amelyek során az égitest-felszíni jelenségek magyarázatára és az összefüggésekre helyezi a fő hangsúlyt. Mindezek mellett lelkes ismeretterjesztő, rendszeresen ír népszerűsítő cikkeket és tart előadásokat országszerte.