Magyar kutatók térképezték fel, hol lehet a Marson folyékony víz napjainkban

3270

Kis mennyiségű folyékony víz megjelenését modellezték a teljes Mars bolygó felszínén az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Csillagászati Intézetének kutatói, Pál Bernadett és Kereszturi Ákos. Az eredményeik szerint tavasszal és nyáron, a késő esti és kora hajnali órák lehetnek erre megfelelőek, és az északi féltekén nagyobb kiterjedésben, mint a délin. A kutatás során higroszkópos sókat vizsgáltak, amelyek közvetlenül a légkörből kötik meg a vízpárát, és folyékony sós vizes oldatot képesek alkotni.

A Földön kívüli élet lehetőségeit célzó kutatások egyik fő célpontja az általunk ismert élet számára elengedhetetlen folyékony víz jelenléte. Szomszédos bolygónkon, a Marson ugyan évmilliókkal ezelőtt még nagyobb mennyiségben volt víz, a gyenge gravitáció és a mágneses védőburok, vagyis magnetoszféra hiánya miatt ennek nagy része mára az űrbe szökhetett. A bolygó maradék vízkészletei manapság vízpára, illetve túlnyomó részben jég formájában vannak jelen. A Marson uralkodó hideg (átlagosan -60°C) és roppant alacsony légnyomás következtében, ha meg is olvad a felszíni vízjég, hamar elpárolog vagy jégből egyből gáz fázisba szublimál, és nem képes stabilan megmaradni folyékony halmazállapotban.

Sós vizes oldatok azonban jóval alacsonyabb hőmérsékleten is folyékonyak lehetnek. A Mars felszínén a Phoenix űrszonda, később pedig a Curiosity marsjáró is kimutatott különféle perklorát sókat (például Ca(ClO4)2, kalcium-perklorát formájában), amelyek erősen higroszkópos tulajdonságaik miatt segítik az elfolyósodás folyamatát. Ennek során a szilárd halmazállapotú só olyan sok vizet vesz fel, hogy folyékony anyaggá válik. A folyamatot kémiai laboratóriumi körülmények között gyakran vizsgálják, ismerete fontos például az élelmiszerek minőségének megőrzésében, agrártudományi kutatásokban is.

Marsi helyszíni kísérleteket eddig nem végeztek, így a jelenség egyelőre főként számítógépes modellezéssel vizsgálható. Az európai ExoMars program fogja a tervek szerint 2023-ban a Marson először vizsgálni az elfolyósodást. A Rosalind Franklin rovert szállító orosz Kazacsok leszállóegységen kap helyet a HABIT (HabitAbility: Brine Irradiation and Temperature) műszeregyüttes BOTTLE nevű kísérlete (Brine Observation Transition To Liquid Experiment): ez a műszer, aminek munkájában a CSFK magyar kutatói is közreműködnek, többféle só párafelfogó képességét fogja vizsgálni.  Egy adott sós vizes oldat megjelenésének minimum feltétele a kellő hőmérséklet, illetve légköri páratartalom értékek elérése – ez minden sóra eltérő. A mostani magyar kutatásban vizsgált magnézium-perklorát és kalcium-perklorát már roppant alacsony, -70 °C körüli hőmérséklet felett folyékony lehet, ha elegendően magas a páratartalom. 

Az ExoMars küldetés szereplői, a Rosalind Franklin rover és a háttérben a Kazacsok leszállóegység, ahogy a számítógépes grafikus elképzeli őket a Mars felszínén. (Forrás: ESA/ATG medialab)

 „Alig várom az ExoMars BOTTLE kísérletének első eredményeit. Évek óta foglalkozom a folyékony marsi víz megjelenési lehetőségeinek modellezésével, az első igazi marsi kísérleti eredményekből pedig rengeteget tanulhatunk majd. ”– mondta el Pál Bernadett, a CSFK Csillagászati Intézetének doktorandusz kutatója, az Icarus folyóiratban megjelent szakcikk vezető szerzője.

A magyar kutatók eredményei szerint egy teljes marsi évet vizsgálva tavasztól késő nyárig mindkét féltekén megjelenhet a kálcium-perklorát vizes oldata. Helyi marsi időben erre késő estétől a kora hajnali órákig van esély, és hajnali egy óra körül várható legnagyobb valószínűséggel. A teljes bolygófelszínt vizsgálva a késő esti órákban az északi félteke 30° szélessége feletti területeken szinte bárhol megjelenhetnek elfolyósodott sók, a hajnali órákban pedig nagy medencék (Acidalia Planitia és Utopia Planitia) rajzolódnak ki érdekes területekként. Kiemelendő, hogy az ExoMars rover tervezett leszállóhelye, Oxia Planum mind a késő esti, mind a kora hajnali órákban ideális helyszíne lehet a folyékony vízfázis megjelenésének. A déli féltekén pedig a visszahúzódó évszakos jégsapka peremén jelenhet meg átmenetileg kis mennyiségű folyékony víz.

A kalcium-perklorát só elfolyósodásának és folyékony felszíni víz megjelenésének esélye marsi időben este 23 órakor, egy teljes marsi év alatt. A feliratok a legnagyobb felszíni formákat, illetve a fontosabb űrszondák leszállóhelyeit jelzik. (Forrás: Pál & Kereszturi 2022, Icarus, magyarítás: Pál Bernadett

,,Pál Bernadett és dr. Kereszturi Ákos legfrissebb munkájának köszönhetően fontos információkat szereztünk a marsi sós vizes oldatok megjelenéséről, ami fontos a biológiai potenciáljuk megértéséhez. Az oldatok térbeli és időbeli előfordulását bemutató kutatás egy másik klímamodellt felhasználva is jól egyezik a mi 2020-ban megjelent cikkünkkel, ez pedig megerősíti mindkettőnk eredményeit” – állapította meg a magyar kutatásról Dr. Edgard Rivera-Valentín, az amerikai USRA Lunar and Planetary Institute-ban dolgozó NASA Fiatal Kutató Ösztöndíjas bolygókutató, aki nem vett részt ebben a munkában. ,,A bemutatott részletes munka az évszakok és napszakok hatásának alapos vizsgálatával mozdítja előre a tudományterületet, valamint a jövő Marsra induló küldetései számára, mint például az ExoMars BOTTLE kísérletéhez nyújt lényeges új ismereteket” – tette hozzá az amerikai kutató.

Pál Bernadett, a szakcikk első szerzője. (Fotó: Falus Kriszta)

Pál Bernadett doktori kutatási munkáját az NKFIH COOP-NN-116927 projekt támogatta. A Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont MTA Kiváló Kutatóhely tanúsítvánnyal rendelkezik. Az eredményeket bemutató szakcikk szabadon elérhető az Icarus folyóiratban.

Hozzászólás

hozzászólás