Mars on outo planeetta.
On todisteita siitä, että Punaisella planeetalla oli kerran isäntä paksu ilmapiiri ja valtavat valtameret. Jossain vaiheessa evoluutiostaan planeetta näytti kuitenkin vuotaneen suurimman osan ilmakehän kaasuistaan avaruuteen, ja sen valtameret haihdutettiin (tai jäätyivät ja sublimoituivat sen mukaan, kuinka nopeasti ilmakehän paine hävisi). On olemassa useita teorioita siitä, kuinka Marsin ilmapiiri hukkaantui 1 prosenttiin maan ilmakehästä, mukaan lukien aurinkotuulipartikkeleiden hidas eroosio ja äkillinen, katastrofaalinen asteroidivaikutus, joka räjäyttää ilmakehän avaruuteen.
Planeetatutkijat ovat jo kauan tiedän, että Marsin magneettikenttä on erittäin heikko ja siksi sillä on vähän suojaavaa voimakkuutta jatkuvasta aurinkotuulista. NASA Mars Global Surveyor (MGS) -satelliitin tietojen analysoinnilla on saatu uusi käsitys.
Kaudellakaan siitä huolimatta, että heikolla maakuoren magneettikentällä voi tosiasiallisesti olla haitallisia vaikutuksia ilmakehään, sieppaamalla ilmakehän hiukkaset tuhannen kilometrin leveisiin magneettisiin "kuplia" (nk. Plasmoideja) ennen puhallusta en-massa avaruuteen…
Marsin ilmakehän eroosion auringon tuulen kautta on kauan epäilty pääasiallisena mekanismina Marsin ilman menetyksen takana. Vaikka Marsin ilma on huomattavasti erilainen kuin oma (Marsin ilmapiiri on pääasiassa CO2-pohjainen, kun taas maanpäällisessä ilmakehässä on hengittävä typen ja hapen sekoitus), sen ajateltiin olevan kerran paljon tiheämpi kuin nykyään.
Joten mihin ilmapiiri meni? Koska Marsin magnetosfääri on melko merkityksetön (tutkijat uskovat, että globaali magneettikenttä on aiemmin saattanut olla paljon vahvempi ja mahdollisesti vaurioitunut asteroidi-iskun vaikutuksesta), energiatehokkaiden aurinkotuuli-ionien vuorovaikutuksesta alla olevan ilmakehän kanssa on vain vähän. Maapallolla meillä on erittäin vahva magnetosfääri, joka toimii näkymättömänä voimaketenä, estäen varautuneiden hiukkasten pääsyn ilmakehään. Marsilla ei ole tätä ylellisyyttä.
Vuonna 1996 käynnistetyn Mars Global Surveyor -operaation aikana (päättyi vuonna 2006) satelliitti havaitsi Marsin kuoresta peräisin olevan erittäin hajanaisen magneettikentän, pääasiassa eteläisellä pallonpuoliskolla. Luonnollinen ajatus olisi, että vaikka tämä heikko, tämä hajanainen kenttä saattaa tarjota jonkin verran rajoitettua suojaa ilmakehälle. Vanhan MGS-tietoja käyttävän uuden tutkimuksen mukaan näin ei todennäköisesti ole; kuoren magneettikenttä voi osaltaan mahdollisesti kiihdyttää ilmahäviötä.
Koska hajanainen kuoren magneettikenttä nousee Marsin pinnalta, se luo magneettisen vuon "sateenvarjoja", tarttumalla varautuneisiin ilmakehän hiukkasiin. Kymmenet magneettiset sateenvarjot peittävät jopa 40% Marsista (pääasiassa keskittyen etelään) ja ulottuvat ilmakehän yläpuolelle. Nämä magneettiset rakenteet ovat siis avoimia hyökkäyksille aurinkotuulilta.
“Sateenvarjot ovat siinä, missä yhtenäiset ilmapalat revitään pois", Kertoi David Brain UC Berkeleystä, joka esitteli MGS-tutkimuksensa vuoden 2008 Huntsville Plasma Workshopissa 27. lokakuuta.
Vaikka tämä saattaa kuulostaa dramaattiselta, on olemassa todellinen mahdollisuus, että tätä prosessia on havaittu Marsilla ensimmäistä kertaa. Magneettiset sateenvarjot ulottuvat ilmakehän läpi ja tuntevat auringon tuulen aiheuttaman dynaamisen paineen. Seuraavaksi tapahtuu hyvin tunnettu mekanismi magnetohydrodynamics (MHD): rekonnektio.
Koska maa-sateenvarjot ovat kosketuksissa aurinkotuulen kantamaan planeettaväliseen magneettikenttään (IMF), yhteys voi tapahtua uudelleen. David Brainin mukaan MGS kulki tällaisen yhdistämisalueen läpi yhden kiertoradallaan. ”Yhdistetyt kentät kietoivat itsensä Marsin ilmakehän yläosassa olevan kaasupaketin ympärille, muodostaen tuhat kilometriä leveän magneettikapselin, jonka sisälle jää loukkuun ionisoitu ilma.," hän sanoi. ”Auringon tuulen aiheuttama kapseli puristui irti ja se puhalsi pois ottaen ilmakuormansa mukanaan.”
Tämän ensimmäisen tuloksen jälkeen Brain on löytänyt vielä kymmenen magneettista ”kuplia”, jotka kantavat mukanaan Marsin ionosfäärin paloja. Nämä kuplat tunnetaan nimellä “plasmoidit”, koska ne sisältävät varautuneita hiukkasia tai plasmaa.
Brain haluaa huomauttaa, että nämä tulokset eivät ole kaukana vakuuttavista. Esimerkiksi MGS oli varustettu vain yhden varautuneen hiukkasen, elektronin, havaitsemiseksi; ionilla on erilaisia ominaisuuksia, ja siksi siihen voidaan vaikuttaa eri tavalla. Myös satelliitti otti mittauksia vakiokorkeudella samalla paikallisella kellonajalla. Tarvitaan enemmän tietoja eri aikoina ja erilaisilla korkeuksilla.
Yksi sellainen NASA-operaatio, joka voisi pystyä auttamaan plasmoidimetsästyksessä, on Marsin ilmapiiri ja haihtuva evoluutio satelliitti (MAVEN), jonka on tarkoitus käynnistää vuonna 2013. MAVEN analysoi Marsin ilmakehää tutkiakseen erityisesti aurinkotuulien aiheuttamaa eroosiota havaitakseen elektronit ja ionit; mittaamalla paitsi magneettinen myös sähkökenttä. MAVENin elliptinen kiertorata mahdollistaa myös anturin tutkia erilaisia korkeuksia eri aikoina.
Joten odotamme, että MAVEN todistaa tai kiistää Brainin plasmoiditeorian. Joka tapauksessa tämä on jonkinlainen houkutteleva näyttö, joka viittaa melko odottamattomaan mekanismiin, joka voisi olla sananmukaisesti kirjaimellisesti Marsin ilmakehän repiminen avaruuteen…
Lähde: NASA
