Egy égitest légkörében lévő gázok izotóparányai sokat elárulnak az atmoszféra fejlődéséről. Mivel a kisebb tömegű izotópok könnyebben tudnak elszökni a világűrbe, a nehezebb társaik dúsulása légköri gázvesztésre utal. A folyamatot már régóta feltételezik a Marsnál, részben a bolygónak a Földénél kisebb tömege, részben a napszél ellen védő globális mágneses tér hiánya miatt.
A Gale-kráterben dolgozó Curiosity rover SAM (Sample Analysis at Mars) nevű műszerével minden korábbinál pontosabb ilyen méréseket végzett. A rover az elmúlt napokban a Rockness nevű területen tartózkodott, ahol mintát is vett a felszíni törmeléktakaróból – az ugyancsak itt végzett légköri gáz mérései azonban a helyszíntől függetlenül, általános eredményként értelmezhetőek.
A mérések alapján a szén-dioxid koncentrációja 95,5%, az argoné 2,0%, a nitrogéné 1,9%, a szén-monoxidé 0,06% körülinek adódott. Az izotópokat tekintve közel 5%-kal magasabb a nehezebb szénizotópnak a könnyebbhez viszonyított aránya a Mars légkörében, mint ami a bolygónak a Naprendszerben elfoglalt helye alapján elméletileg várható. A könnyebb szénizotópok egy részét tehát elveszítette az égitest a fejlődése során. Az argon esetében végzett izotópmérés hasonló jelenségre utalt: a nehezebb izotópból itt is kevesebb tudott elszökni. Utóbbi elemnél a dúsulást már korábban, marsi meteoritok elemzésével is kimutatták.
A SAM műszercsomag még a földi előkészítés során [NASA/JPL-Caltech, SAM/GSFC]
A mérések egybevágnak azzal a régóta preferált modellel, amely szerint a bolygó sok gázanyagot veszített fejlődése során. Ennek a gáznak egy része vízgőz is lehetett, amely csökkentette a Mars vízkészletét – azonban a feltételezések alapján az ősi víz legnagyobb része ma is a bolygón van, a felszín alatt fagyott állapotban fordul elő, a kőzetek repedéseiben.
A SAM műszer mérései segítségével a légköri metán nyomát is kereste a Curiosity. A gáz azért érdekes, mert a Nap UV sugárzásának hatására elbomlik, de stabil jelenléte alapján állandó utánpótlást kap, feltehetőleg a felszín alól. A metán lehet vulkanikus és biogén eredetű is – míg a Földön az utóbbi dominál, a Mars esetében egyelőre nincs biztos információ. A Curiosity méréseinek első értékelése arra utal, hogy nem volt, vagy rendkívül kevés metán volt a gázmintában, amit a rover megvizsgált.
A Curiosity méréseinek eddigi értékelése alapján 95% valószínűséggel állítható, hogy 5 ppb-nél (parts per billion) kisebb koncentrációban volt metán a gázmintában, ha egyáltalán előfordult. A korábbi (Mars Express űrszondával és földi távcsövekkel végzett) mérések során észlelt kis koncentráció elképzelhető, hogy észrevétlen maradt a műszer számára.
A marsi metán jelenléte egyébként máig kérdéses, néhány kutató ugyanis nem tartja elég megbízhatónak a korábbi méréseket. Ugyanakkor az is elképzelhető, hogy élénken változik a koncentrációja – erre utaltak a korábbi földi távcsöves megfigyelések is, amelyek alapján évszakos ciklus szerint szabadul fel a felszín alól a gáz – és a Curiositynak éppen nem volt „szerencséje”. Még pontosabb adatokat a légköri gázok jellemzőiről és viselkedéséről a MAVEN nevű küldetés nyújt majd, amely 2014-ben érkezik meg a bolygóhoz a tervek alapján.
Forrás:
