Marsas žmones žavi turbūt nuo tada, kai pirmieji mūsų rūšies atstovai nukreipė žvilgsnį į naktinį dangų. Šiandieniniai kosmoso tyrinėjimai liudija, kad šis susižavėjimas tebesitęsia. Nuo XX a. septintojo dešimtmečio raudonąją planetą bandė pasiekti daugiau kaip 40 misijų.
Šiuo metu Marso paviršiuje veikia trys roveriai, vienas nusileidimo modulis ir vienas sraigtasparnis, o aplink planetą skrieja aštuoni orbitiniai aparatai.
Ypatingas susidomėjimas
„Daugelis mūsų Saulės sistemos planetų ir mėnulių yra labai įdomūs, tačiau Marsas yra ypatingas, – pasakoja Prancūzijos Sorbonos universiteto atmosferos mokslininkas François Forget. – Dabar Marsas gana panašus į Žemę, tačiau praeityje – prieš 3–4 mlrd. metų – jis buvo dar panašesnis.“
Nors iki šiol atlikti išsamūs tyrimai suteikė daugybę geologinių duomenų, apie ketvirtąją planetą nuo Saulės dar daug ko nežinome. Yra ženklų, kad kadaise Marso šiaurinį pusrutulį dengė didžiulis vandenynas, o kitur yra upių ir ledynų išraižytų randų. Vis dėlto klimato procesai, kurie suformavo šiandien stebimą planetą, tebėra paslaptis.
Dar prieš 4 mlrd. metų, kai Žemėje pradėjo atsirasti gyvybė, Marse buvo skysto vandens upių ir ežerų. Dėl to yra tikimybė, kad Marse taip pat išsivystė gyvybė.
Visgi mokslininkus taip pat domina procesai, dėl kurių susiformavo šiandien matoma sausa dykumų planeta, ir tai, ką jie gali atskleisti apie Žemės klimatą.
Kai kuriems Marso paviršiaus plotams yra daugiau nei 3 mlrd. metų. Tokių duomenų Žemėje nėra, nes ją iš esmės pakeitė gyvybė, kuri ištrynė didžiąją dalį ankstyvosios planetos istorijos. Marsas ypatingas ir dar dėl vieno dalyko – tai vieta, į kurią kada nors tikisi nukeliauti astronautai.
Europos kosmoso agentūra (ESA) ir JAV Nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija (NASA) siekia nusiųsti astronautus į Marsą.
Laiko išbandymas
F. Forget yra ES finansuojamo projekto, kuriuo kuriamas Marso evoliucijos modelis, siekiant atsakyti į kai kuriuos klausimus apie planetos istoriją, vyriausiasis tyrinėtojas.
Projektas „Mars through time“ (liet. Marsas bėgant laikui) pradėtas vykdyti 2019 m. pabaigoje ir turėtų apimti didžiąją 2025 m. dalį.
Pasak F. Forgeto, dabartiniai Marso klimato modeliai apima tik trumpus – kelerių metų trukmės – Marso istorijos laikotarpius, o modeliuoti tokių ypatybių kaip ledynai, upės ir ežerai poveikį yra sudėtinga, ypač per ilgą laiką.
Projekto modelis sukurtas taip, kad galėtų veikti tūkstančius ar net milijonus metų, imituojant geologinių savybių raidą praeityje ir kintančią atmosferą.
F. Forgeto teigimu, dabartiniams klimato modeliams būtinos prielaidos apie tai, kur planetos paviršiuje buvo vandens, o Marso evoliucijos modelis skirtas nustatyti, kur vanduo galėjo natūraliai atsirasti ir pasiekti stabilią pusiausvyrą.
Tai daroma į modelį įtraukiant daugiau detalių, pavyzdžiui, mikroklimato poveikį. Pavyzdžiui, į planetos ašigalį atsukti šlaitai paprastai yra vėsesni, todėl juose gali susidaryti ledas ir ledynai. Šiltesniuose šlaituose, nukreiptuose į pusiaują, gali būti labiau tikėtinas skystas vanduo.
„Jei norėtumėte sumodeliuoti Žemę, bet nieko apie ją nežinotumėte, vandenynus užpildytumėte vandeniu, o tada lėtai veikiantis Žemės evoliucijos modelis, pavyzdžiui, sukurtų Antarktidos ledo dangą, – aiškina F. Forget. – Norite, kad tą patį būtų galima padaryti ir Marse, o modelis, žinoma, sukurtų ežerus, jūras ir upes.“
Jis taip pat apima didelio masto pokyčius, vykstančius ilgesniais geologiniais laikotarpiais. Marso sukimosi ašies posvyris, vadinamas ekliptikos pasvirimu, paprastai keičiasi kas 50 000 metų ir sukelia didelio masto klimato pokyčius.
Anglies dioksido ledynai
Naudodami modelį mokslininkai remiasi žinomais Marso praeities duomenimis, tokiais kaip geologija ir topografija, upių, ežerų bei ledynų išsidėstymas ir atmosferos sudėtis. Jie taip pat daro tam tikras prielaidas srityse, kuriose trūksta duomenų.
Vykdydami modeliavimą mokslininkai koreguoja prielaidas ir parametrus, kol Marso modelio raida atitinka turimas žinias apie planetos praeitį ir dabartį.
Pasak F. Forgeto, kai modelis atitinka geologinius duomenis, jis suteikia informacijos apie planetos aplinką, cheminę sudėtį ir atmosferą bei jų pokyčius.
Kol kas modelis patvirtino, kad kai kurios keistai atrodančios morenos – ledynų paliktos nuolaužos – greičiausiai yra iš suledėjusio anglies dioksido. Modelis taip pat pateikė pasiūlymų, kaip šie CO2 ledynai galėjo susidaryti, ir parodė, kad jie būtų sukėlę dramatiškus Marso atmosferos sudėties pokyčius.
Siekdami patikrinti vieną iš teorijų, kaip Marso paviršiuje galėjo egzistuoti skystas vanduo, mokslininkai į savo modelį įtraukė parametrą, kuriame gausu vandenilio, kad gautų galimą užuominą, kaip Marso klimatas galėjo tapti pakankamai šiltas, jog jame galėtų egzistuoti skysto vandens ežerai ir upės.
Modelis parodė, kad jei praeityje Marso atmosferoje būtų buvę daug vandenilio, tai galėjo sukelti stiprų šiltnamio efektą ir pakelti planetos temperatūrą.
Užšalę telkiniai
Priešingame temperatūros spektro gale geresnis supratimas apie ledynų susidarymą ir apie tai, kur šiandien gali būti užšalusio vandens, galėtų padėti vykdant pilotuojamas misijas į Marsą.
„NASA teigimu, būtų labai naudinga be didelių sunkumų pasiekti suledėjusį vandenį Marse, – teigia F. Forget. – NASA subūrė projektų komandas, kurios ieško, kur galima rasti suledėjusio vandens, o projektas „Mars through time“ gali reikšmingai prie to prisidėti.“
ES moksliniai tyrimai taip pat galėtų suteikti informacijos apie tai, kur gali būti rasta skysto vandens. Taip jau yra, kad šiose vietose astronautai nenori nusileisti.
Taip yra dėl vadinamosios planetos apsaugos koncepcijos. Astronautai mažų mažiausiai norėtų užteršti Marsą mikroorganizmais iš Žemės, ypač skystame vandenyje, kur jie galėtų klestėti.
Šis straipsnis pirmą kartą buvo publikuotas ES mokslinių tyrimų ir inovacijų žurnale „Horizon“.