Rover Curiosity odhalil výraznou změnu klimatu na rudé planetě

Toto je umělecký koncept raného Marsu s kapalnou vodou (modré oblasti) na povrchu. Dávné oblasti Marsu nesou známky hojného výskytu vody – například rysy připomínající údolí a delty a minerály, které se tvoří pouze v přítomnosti kapalné vody. Vědci se domnívají, že před miliardami let byla atmosféra Marsu mnohem hustší a dostatečně teplá na to, aby se zde vytvořily řeky, jezera a možná i oceány vody. Když se planeta ochladila a ztratila své globální magnetické pole, sluneční vítr a sluneční bouře odnesly do vesmíru značnou část atmosféry planety a proměnily Mars v chladnou a vyprahlou poušť, kterou vidíme dnes.

Průzkum kráteru Gale na Marsu pojízdnou laboratoří Curiosity odhalil nové důkazy o vývoji klimatu rudé planety. Studiem izotopů v minerálech bohatých na uhlík vědci zjistili, že na dávném Marsu pravděpodobně docházelo k extrémnímu vypařování, při němž vznikaly uhličitany v podmínkách, které mohly podporovat pouze krátkodobé výskyty kapalné vody.

Odhalení historie klimatu Marsu
Rover NASA Curiosity, který v současné době zkoumá kráter Gale na Marsu, odhaluje nové podrobnosti o dávném přechodu klimatu planety od potenciálně pohostinného – s důkazy o rozsáhlém výskytu kapalné vody na povrchu – k nehostinné, pusté krajině, kterou vidíme dnes.

Zatímco povrch Marsu je nyní mrazivý a nepřátelský životu, roboti NASA na Marsu zkoumají, zda na něm kdysi dávno mohl existovat život. Pomocí přístrojů na palubě roveru Curiosity vědci změřili izotopové složení minerálů bohatých na uhlík (karbonátů) nalezených v kráteru Gale a odhalili tak nové poznatky o dramatických změnách v dávném klimatu Marsu.

Změny klimatu na starověkém Marsu
„Hodnoty izotopů těchto karbonátů ukazují na extrémní vypařování, což naznačuje, že tyto karbonáty pravděpodobně vznikly v klimatu, které mohlo podporovat pouze přechodnou kapalnou vodu,“ řekl David Burtt z Goddardova střediska vesmírných letů NASA v Greenbeltu v Marylandu a hlavní autor článku popisujícího tento výzkum, který byl 7. října 2024 publikován v Proceedings of the National Academy of Sciences. „Naše vzorky neodpovídají dávnému prostředí s životem (biosférou) na povrchu Marsu, i když to nevylučuje možnost existence podzemní biosféry nebo povrchové biosféry, která začala a skončila před vznikem těchto karbonátů.“

Izotopy jsou verze prvků s různými hmotnostmi. Při odpařování vody se lehké verze uhlíku a kyslíku častěji dostávaly do atmosféry, zatímco těžké verze zůstávaly, hromadily se ve větším množství a v tomto případě se nakonec staly součástí karbonátových hornin. Vědci se o karbonáty zajímají kvůli jejich prokázané schopnosti sloužit jako klimatické záznamy. Tyto minerály mohou uchovávat znaky prostředí, ve kterém vznikly, včetně teploty a kyselosti vody a složení vody a atmosféry.

Záhada marťanských karbonátů
Článek navrhuje dva mechanismy vzniku karbonátů nalezených v kráteru Gale. Podle prvního scénáře vznikaly karbonáty v sérii cyklů vlhkého a suchého počasí v kráteru Gale. Podle druhého scénáře karbonáty vznikaly ve velmi slané vodě za chladných, ledotvorných (kryogenních) podmínek v kráteru Gale.

„Tyto mechanismy vzniku představují dva různé klimatické režimy, které mohou představovat různé scénáře obyvatelnosti,“ uvedla Jennifer Sternová z NASA Goddard Space Flight Center, spoluautorka článku. „Cyklické střídání mokrého a suchého prostředí by naznačovalo střídání více a méně obyvatelného prostředí, zatímco kryogenní teploty ve středních zeměpisných šířkách Marsu by naznačovaly méně obyvatelné prostředí, kde je většina vody uzamčena v ledu a není k dispozici pro chemii ani biologii, a to, co tam je, je extrémně slané a nepříjemné pro život.“

Izotopové důkazy a důsledky pro klima
Tyto klimatické scénáře pro starověký Mars byly navrženy již dříve, a to na základě přítomnosti určitých minerálů, modelování v globálním měřítku a identifikace horninových útvarů. Tento výsledek je první, který na podporu těchto scénářů přidává izotopové důkazy ze vzorků hornin.

Hodnoty těžkých izotopů v marťanských karbonátech jsou výrazně vyšší než u karbonátových minerálů na Zemi a jsou to nejtěžší hodnoty izotopů uhlíku a kyslíku zaznamenané u všech materiálů na Marsu. Ve skutečnosti je podle týmu pro vznik karbonátů, které jsou tak obohacené o těžký uhlík a kyslík, nutné jak vlhké a suché, tak studené a slané klima.

„Skutečnost, že tyto hodnoty izotopů uhlíku a kyslíku jsou vyšší než cokoli jiného, co bylo naměřeno na Zemi nebo na Marsu, ukazuje na proces (nebo procesy), který byl doveden do extrému,“ řekl David Burtt. „Zatímco na Zemi může odpařování způsobit výrazné změny izotopů kyslíku, změny naměřené v této studii byly dvakrát až třikrát větší. To znamená dvě věci: 1) došlo k extrémnímu vypařování, které způsobilo, že tyto izotopové hodnoty byly tak velké, a 2) tyto těžší hodnoty byly zachovány, takže jakékoliv procesy, které by vytvořily lehčí izotopové hodnoty, musely být podstatně menšího rozsahu.“

Přístroje Curiosity odhalují nová data
Tento objev byl učiněn pomocí přístrojů SAM (Sample Analysis at Mars) a TLS (Tunable Laser Spectrometer) na palubě roveru Curiosity. Přístroj SAM zahřívá vzorky na teplotu téměř 900 °C a poté je přístroj TLS použit k analýze plynů, které vznikají během této fáze zahřívání.

Zdroj: https://scitechdaily.com/mars-revealed-nasas-curiosity-rover-uncovers-the-red-planets-shocking-climate-shift/

autor: František Martinek