Jak powstają marsjańskie wąwozy?

Holenderscy naukowcy odtworzyli w laboratorium warunki panujące na Marsie i odkryli, że sublimujący lód z dwutlenku węgla potrafi sam wykopać wąwóz w piasku. Wyniki pomagają wyjaśnić pochodzenie zagadkowych form terenu na Czerwonej Planecie. Jak powstają marsjańskie wąwozy?

Marsjańskie wąwozy zagadką planetologów

.Wąskie, kręte wąwozy obserwowane na zboczach marsjańskich wydm od lat stanowią zagadkę dla planetologów. Naukowcy z Uniwersytetu w Utrechcie w eksperymencie przeprowadzonym w symulującej marsjańskie warunki komorze zaobserwowali, że mogą wykopywać je bloki lodu z CO2.

„Miałam wrażenie, że obserwuję piaskowe robaki z filmu „Diuna”” – mówi dr Lonneke Roelofs, autorka artykułu opublikowanego w czasopiśmie „Geophysical Research Letters”. Inni eksperci już wcześniej podejrzewali, że te bloki lodu mogą odgrywać ważną rolę w powstawaniu wąwozów.

Naukowcy tłumaczą, że na wydmach podczas marsjańskiej zimy, gdy temperatura spada do minus 120 st. C, tworzy się lód z CO2. Pod koniec zimy stoki wydm nagrzewają się i bloki lodu się odrywają, a niektóre z nich mają nawet do metra długości.

Z powodu cienkiej atmosfery oraz dużej różnicy temperatur między ciepłym piaskiem a lodem, dolna strona lodu natychmiast przechodzi w stan gazowy w procesie zwanym sublimacją. Ponieważ kilogram gazu zajmuje znacznie więcej miejsca, niż taka sama masa lodu, blok w pewnym sensie „eksploduje”. W rezultacie zapada się w stok i zostaje uwięziony w zagłębieniu otoczonym małymi grzbietami z piasku.

Jednak proces sublimacji trwa nadal, więc piasek wciąż jest wyrzucany we wszystkich kierunkach. W wyniku tego procesu blok stopniowo przesuwa się w dół, pozostawiając za sobą długi, głęboki wąwóz z niewielkimi grzbietami piasku po obu stronach.

To dokładnie taki typ wąwozu, jaki obserwuje się na Czerwonej Planecie. „W naszej symulacji widziałam, jak wysokie ciśnienie gazu rozrywa piasek wokół bloku we wszystkich kierunkach” – relacjonuje dr Roelofs. Badacze wyjaśniają także, jak powstają tworzące wąwozy bloki lodu. Po pierwsze, sytuacja ta dotyczy pustynnych wydm położonych mniej więcej w połowie południowej półkuli Marsa.

Zimą warstwa lodu CO2 pokrywa całą powierzchnię pola wydmowego, czasami osiągając grubość nawet 70 centymetrów. Wiosną natomiast lód zaczyna się nagrzewać i sublimować. Ostatnie jego resztki pozostają po zacienionej stronie szczytów wydm i to właśnie tam bloki odrywają się, gdy temperatura staje się wystarczająco wysoka.

Gdy bloki docierają na dno stoku i przestają się poruszać, lód nadal sublimuje, aż cały dwutlenek węgla odparuje. Pozostaje jedynie zagłębienie w piasku u podstawy wydmy.

Mars jest naszym najbliższym sąsiadem

.„Jest naszym najbliższym sąsiadem. To jedyna skalista planeta położona blisko tzw. zielonej strefy Układu Słonecznego. Strefa ta znajduje się w takiej odległości od Słońca, która umożliwia istnienie ciekłej wody – a to warunek konieczny dla życia. Dlatego właśnie pytania o jego początki oraz o możliwość istnienia życia pozaziemskiego mogą znaleźć odpowiedź właśnie tutaj” – podkreśla dr Roelofs.

„Badania nad powstawaniem struktur krajobrazowych innych planet to także sposób na wyjście poza schematy, w jakich myślimy o Ziemi. Pozwala to stawiać nieco inne pytania, które z kolei mogą dostarczać nowych spostrzeżeń dotyczących procesów zachodzących na naszej planecie” – dodaje.

Ewentualny habitat na Marsie musi być niemal samowystarczalny

.Bezałogowy lot na Marsa w ciągu 20–30 lat wydaje się całkiem realny przy udziale czołowych agencji państwowych i (lub) liderów branży kosmicznej w sektorze prywatnym. Wstępne kroki w ludzkiej podróży w kosmos postawiono w latach 50. w Związku Radzieckim. W odpowiedzi na wystrzelenie w 1957 r. pierwszego sztucznego satelity Sputnik 1 Stany Zjednoczone utworzyły 29 lipca 1958 r. słynną dziś agencję NASA. 

W 1960 r. pierwsze dwie sowieckie sondy Mars 1M wybuchły podczas startu. Trzy kolejne próbniki Sowietów w latach 1962–64 nie wyszły poza orbitę ziemską. Skuteczniejsza okazała się NASA. W 1965 r. sonda Mariner 4 zrobiła pierwsze zdjęcie podczas przelotu obok Czerwonej Planety, a sześć lat później na jej orbicie umieszczono słynnego Marinera 9. Po kolejnych niepowodzeniach Sowietów w latach 1971–73 i umieszczeniu przez NASA na powierzchni Marsa lądowników Viking 1 i 2 w 1976 r. stało się jasne, że to Amerykanie wyszli zwycięsko z tego zimnowojennego wyścigu. 

Dla amerykańskich naukowców było to jednak pyrrusowe zwycięstwo. Lata 60. i 70. były bowiem okresem najintensywniejszych prób eksploracji Marsa w historii, kiedy to zaplanowano aż 23 misje. Gdy stało się jednak jasne, że Amerykanie są bezkonkurencyjni, decydenci wstrzymali kolejne misje do 1996 r., chociaż do tego czasu podjęto jeszcze trzy inicjatywy: Phobos 1 i 2 (ZSRR) w 1988 r. i Mars Orbiter (USA) w 1992 r., jednak wszystkie one zakończyły się niepowodzeniem.

Nowa fala zainteresowania Marsem w ostatnich latach wynika oczywiście z postępu technicznego, ale nie tylko. Być może ważniejsze jest to, że w wyścigu pojawili się nowi gracze.

Stany Zjednoczone pozostają liderem, ale udane misje na Marsa przeprowadzają już Europejska Agencja Kosmiczna (ESA), a także Rosjanie i Hindusi. W przyszłym roku swoje misje planują Chińczycy i Zjednoczone Emiraty Arabskie, a w 2024 r. Japończycy. Tylko w 2020 r. aż cztery agencje kosmiczne zamierzają wysłać sondy na Marsa – trzy z łazikami. Do wyścigu włącza się też sektor prywatny, w którym liderem jest na razie SpaceX. Konkurencja jest silna. Właścicielem drugiej dużej firmy, Blue Origin, jest najbogatszy człowiek na świecie, Jeff Bezos. 

Mars to najlepszy cel, bo w odróżnieniu od innych planet skalistych (Merkurego i Wenus) panują na nim temperatury zbliżone do ziemskich. W takich warunkach mogą istnieć woda i prymitywne życie, a co najważniejsze, człowiek mógłby tam założyć swoje bazy.

Ewentualny habitat na Marsie musi być niemal samowystarczalny. Dlatego jednym z ważniejszych aspektów jest poszukiwanie surowców naturalnych na miejscu. Wodę pozyska się z lodu. Surowców skalnych wszędzie jest pod dostatkiem. Większej wiedzy geologicznej i determinacji wymagać będzie poszukiwanie złóż złota i towarzyszących mu metali chalkofilnych i syderofilnych. 

Tekst dostępny na łamach Wszystko co Najważniejsze: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/jakub-ciazela-polacy-przystepuja-do-poszukiwan-zlota-na-marsie/

PAP/ Marek Matacz/ LW