Wizja artystyczna Marsa dzisaj i przed miliardami lat, wraz z hydrosferą i gęstą atmoaferą. Źródło: NASA’s Goddard Space Flight Center.

Powszechnie wiadomo, że to Słońce jest odpowiedzialne za utratę zdecydowanej większości dawnej atmosfery Marsa. Około 4,5 mld lat temu Mars miał gęstą atmosferę i wodę w stanie ciekłym, a zatem kluczowe składniki do kształtowania się na niej życia. Niestety, późniejsze procesy spowodowały, iż większość gazu występującego kiedyś w atmosferze Marsa uciekła w przestrzeń kosmiczną. Obecnie Mars co prawda nadal ma atmosferę, ale jest ona bardzo cienka w porównaniu do ziemskiej, ze średnim ciśnieniem rzędu 1% ciśnienia na powierzchni Ziemi o składzie: dwutlenek węgla (95%), azot (3%) i argon (1,6%). Wyniki uzyskane z sondy MAVEN wskazują, że gazy uciekają z Marsa w przestrzeń kosmiczną wskutek bombardowania go wiatrem słonecznym. Oszacowano nawet tempo tego procesu, które wynosi ok. 100 gramów materii wywiewanej z atmosfery Marsa w każdej sekundzie. Ta niewielka ilość pomnożona przez miliony, a nawet miliardy lat, daje znaczące efekty. Ponadto uzyskane wyniki wskazują na znaczące przyspieszenie tego procesu podczas burz słonecznych. A zatem miliardy lat temu, gdy Słońce było młodsze i bardziej aktywne, procesy te zapewne zachodziły znacznie szybciej i na jeszcze większą skalę. 

 Wyniki najnowszych badań, opublikowanych w lutym 2020 roku w czasopiśmie Journal of Geophysical Research: Space Physics (https://doi.org/10.1029/2019JA026945) pod kierunkiem Ryoya Sakata z Uniwersytetu w Tokio, wskazują, iż słabe pole magnetyczne Marsa mogło znacznie przyspieszyć ten proces. Wiadomo, iż silne pole magnetyczne działa jak tarcza, chroniąc atmosferę planety przez wiatrem słonecznym, jak to ma miejsce na przykład na Ziemi. Zgodnie z przewidywaniami teoretycznymi, brak pola magnetycznego powoduje wywiewanie materii 100 razy szybciej. Natomiast, co może wydawać się zaskakujące, słabe pole magnetyczne, takie jak na Marsie, może jeszcze bardziej przyspieszyć ten proces. Opublikowane wyniki modelowań sugerują 6-krotnie szybsze procesy erozji atmosfery przez wiatr słoneczny w obecności słabego pola magnetycznego, niż przy braku owego pola. Wyjaśnieniem tego zaskakującego zjawiska są linie pola magnetycznego, które w przypadku słabego pola magnetycznego działają jak drogi ucieczki dla cząsteczek atmosfery, ułatwiając tym samym proces wywiewania. A zatem słabe pole magnetyczne zamiast częściowo przynajmniej chronić atmosferę, może tak naprawdę działać jak element napędowy jej destrukcji i wywiewania w przestrzeń kosmiczną.

Dodatkowa literatura:

  • Sakata, R., Seki, K., Sakai, S., Terada, N., Shinagawa, H., Tanaka, T., 2019. Effects of an intrinsic magnetic field on ion loss from ancient Mars based on multispecies MHD simulations. Journal of Geophysical Research: Space Physics. https://doi.org/10.1029/2019JA026945
  • Zastrow, M. (2020), How Mars’s magnetic field let its atmosphere slip away, Eos, 101, https://doi.org/10.1029/2020EO142026. Published on 31 March 2020.

Ilustracja na początku artykułu to wizja artystyczna Marsa dzisiaj i przed miliardami lat, wraz z hydrosferą i gęstą atmosferą. Źródło: NASA’s Goddard Space Flight Center.