Odkrili sezonsko izgubljanje vode na Marsu

Mars je danes suh, puščavski planet. A temu ni bilo vedno tako. Pred več kot tremi milijardami let je bilo na njem ogromno vode, ki pa jo je sčasoma izgubil. Dobršen delež vode se je v obliki ledu ohranil pod površjem do danes. Nekaj malega zaledenele vode je na polih planeta. Preostala voda pa je ušla s planeta.

Voda v resnici sama ne more zapustiti planeta. Proces izgubljanja vode na ta način je precej zapleten. Začne se s tem, da vodne molekule sublimirajo s površja in postanejo del atmosfere. Večina molekul nekaj časa potuje med poloma, dokler se nekje ne ustalijo in zopet postanejo del poledenelega površja. 

Nekaj molekul pa se vseeno znajde v zgornjem delu atmosfere, kjer jih ultravijolična svetloba Sonca razcepi na kisik in vodik. Atomi kisika se povežejo z ogljikom v ogljikov dioksid ali pa padejo na površje, kjer oksidirajo material in planetu dajo izrazito rdečkasto barvo. Vodik pa je precej manj masiven in zato, če ima dovolj veliko hitrost, lažje uide gravitaciji planeta.

Prek opazovanja uhajanja vodika v vesolje lahko izvemo, kako veliko vode planet izgublja skozi čas. NASA je zato Marsovo atmosfero več Marsovih let (eno Marsovo leto je enako 687 Zemljinih dni) opazovala z vesoljskim teleskopom Hubble in vesoljskim plovilom MAVEN—slednji se nahaja v orbiti okoli Marsa. Opazovanja so analizirali in predstavili v nedavno objavljenem članku v reviji Science Advances.

Ključno pri vodiku je, da pride v več izotopih. Največ vodika ima v jedru zgolj proton. Obstaja pa tudi vodik, ki ima v jedru poleg protona še nevtron. Takšnemu vodiku pravimo devterij. Tako navaden vodik kot devterij se lahko vežeta v molekule vode. 

Ker je devterij masivnejši, težje uide gravitaciji planeta kot navaden vodik, zato se razmerje med številom devterijevih in vodikovih atomov (D/H) na Marsu s časom spreminja. Znanstveniki predvidevajo, da je bilo razmerje pred milijardami let enako razmerju na Zemlji (Zemlja in Mars naj bi vodo dobila iz istega vira). A danes je razmerje D/H na Marsu skoraj desetkrat večje od razmerja na Zemlji. S tem podatkom lahko ocenimo, koliko vode je Mars do sedaj izgubil. Izkaže se, da je Mars verjetno izgubil toliko vode, da bi z njo lahko pokrili celoten planet, globina takšnega oceana pa bi merila med nekaj deset in več sto metrov.

A to ni bilo vse, kar so znanstveniki odkrili. Opazovanja so pokazala, da je izguba vode na Marsu kar zapleten proces. Največ vodika planet izgubi takrat, ko je Mars na svoji poti okoli Sonca zvezdi najbližje. Višja temperatura na planetu atmosfero obogati z večjo količino vode, kar vodi do večjih izgub vodika. 

"V zadnjem času so znanstveniki odkrili, da ima Mars letni cikel, ki je veliko bolj dinamičen od pričakovanj pred 10 ali 15 leti," je rezultat komentiral John Clarke (Univerza v Bostonu), prvi avtor raziskave. "Celotna atmosfera je zelo turbulentna, segreva in ohlaja se na na kratkih časovnih skalah, spreminja se celo v nekaj urah. Atmosfera se širi in krči, saj se svetlost Sonca skozi leto spreminja za 40 procentov."