Marsi víz: részletes adatok!

Legalább 2-3 méteres, nagy mennyiségű vízjeget tartalmazó réteget fedezett fel a Mars Odyssey a Mars déli pólusánál, amely remek környezetet nyújthat a magyar kutatók által feltételezett baktériumoknak.

Talajvíz, illetve jég vizsgálata a Mars Odyssey űrszondával (fantáziarajz). A kép metszeti részén a szürkéskék szín mutatja a déli pólusnál felfedezett vízjégzónát (az ábra alján)

Mint arról korábban beszámoltunk, a legújabb amerikai Mars-szonda, a Mars Odyssey gammaspektrométer műszeregyüttese - az amerikai kutatók nagy meglepetésére - jelentős mennyiségű vízjeget fedezett fel a Mars bolygó déli pólusának környékén a talajban. Az eredményekről most jelentek meg először részletes beszámolók. A mérések igazolták a magyar Mars-kutatók alapfeltevését is.

A Mars Odyssey űrszonda első negyedéves tudományos méréseinek összefoglalóját az amerikai Science folyóirat május 30-ai elektronikus gyorskiadása közli, amelynek szenzációs eredményeit részletesen május 28-án jelentették be a NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) intézetének sajtótájékoztatóján.

Az amerikai és orosz műszerekkel ellátott Mars Odyssey 2001 októberében állt Mars körüli elnyúlt pályára, és 2002 februárjától mintegy négyszáz kilométer magasságú, poláris pályáról kezdte meg a rendszeres víz- és talajösszetétel-térképezést, valamint a sugárzási viszonyok mérését. Utóbbi adatok már egy jövőbeni emberes Mars-expedíció előkészítő felmérésének is tekinthetők.

Most a mérések legnagyobb feltűnést keltő eredményéről, a Mars talajának felső, minimálisan 2-3 méteres mélységig terjedő rétegének víztartalmáról számolunk be. A nagy szenzáció az, hogy a Mars Odyssey amerikai gammasugárzás érzékelője (GS) és neutronspektrométere (NS), valamint orosz nagyenergiás-neutrondetektora (HEND) a korábbi következtetésektől eltérően nagy mennyiségű vízjég jelenlétét mutatta a Mars déli sarkvidékén, a 60 fokos déli szélességtől egészen a déli pólusig.

E műszerek méréselve arra alapozódik, hogy a bolygó talajába becsapódó nagyenergiájú kozmikus sugárzás részecskéi a talaj atomjaival ütköznek. E találkozásban nagy sebességű neutronok és protonok keletkeznek, amelyek tovább ütköznek és egy kaszkádszerű neutron- és protonáramot hoznak létre a talaj felső rétegében. A neutronok sok ütközés után lelassulnak, és az őket elnyelő atomok gammasugárzást bocsátanak ki. A GS amerikai gammadetektor pozitív csúcsot mért a hidrogénatomok gammasugárzásában a déli pólus felett.

A kozmikus sugárzás hatására keletkező lassú (epitermikus és termikus), valamint gyors neutronok létrejöttének vázlata a Mars talajában

A Mars Odyssey űrszonda amerikai (NS) és orosz (HEND) neutron-érzékelőjének adataiból készült vízjégtérképek a Mars déli féltekéjén -45 foktól -90 fokig. A két mérés jó összhangban van egymással, és jelzi, hogy a déli sark környékén nyáron a talajban sok vízjég (kék-lila) mutatható ki

A hidrogén, ami a vízmolekula alkotórésze is, igen hatékonyan csökkenti a neutronok sebességét, amelyek így lelassulnak, s epitermikus, majd termikus neutronná válnak. A sok vizet tartalmazó anyagból egyre több lassú neutron lép ki, melyeknek nagy része a talajban marad, s ezáltal egyre csökken a szonda műszereibe becsapódó epitermikus (a termikushoz közeli energiájú) neutronok száma. Az epitermikus neutronok hiányának nagysága tehát azt jelzi, hogy mennyi víz, illetve vízjég van a vizsgált felszínközeli rétegben.

A Mars déli pólusának körzetében a neutronészlelések térképszerű összegezése azt mutatja, hogy a -60 fokos szélességtől a déli sarkig igen kicsi az epitermikus neutronok másodpercenkénti beütésszáma. Minél zöldebb-kékebb-lilább egy terület, annál kevesebb neutron repül ki belőle, tehát annál több vizet, pontosabban vízjeget tartalmaz. Az amerikai és az orosz neutronmérések eredményei teljes összhangban vannak egymással (bal oldali ábra).

A szakértők a jelenlegi modellek alapján meghatározták, hogy a 2002. február 18-ától 55 napon keresztül mért epitermikus neutronhiány a déli sarkvidéken mennyi és milyen elhelyezkedésű vízjeget jelent. A jeges, úgynevezett permafrost (örökfagy)-talaj mintegy 10 millió négyzetkilométerre terjed ki, ami a földi Antarktisz területének felel meg. A talaj össztömegének mintegy 20-50 százalékát a vízjég teszi ki egy minimálisan 3 méterig terjedő rétegben. Ez azt jelenti, hogy ez a talajréteg több mint 50 százaléknyi térfogatú vízjeget tartalmaz.

E jégzóna felett a 60 fokos déli szélességen mintegy 60 cm vastag, a 75 fokos déli szélességtől délre pedig kb. 30 centiméteres, kevés (kb. 5 tömegszázaléknyi) vízjeget tároló szárazabb talajzóna van. Az amerikai szakértők a sok vizet tartalmazó réteget inkább piszkos jégnek, mint vízjéggel szennyezett talajnak tekintik.

A talaj réteges szerkezete a Mars déli pólusánál. A felső réteg szárazabb anyagú, míg alatta egy kb. 50 százalékos víztartalmú réteget határoztak meg a Mars Odyssey méréseiből

A teljes Marsot ábrázoló NS-méréseken a sárgák és a vörös színek a nagyobb neutronbeütést mutatják, tehát ezeken a területeken a 60 fokos déli szélességtől az egyenlítőig és tovább az északi szélesség 50 fokáig száraz területeket mutat a Mars Odyssey vízjégtérképe. Az északi poláris területeken 50 fok felett a műszerek azért jeleznek kevés vizet, mert ott jelenleg (illetve a mérések alatt, 2002 február-áprilisában) téli évszak van. Ekkor a sarki környezetet burkoló méternyi szárazjég, azaz a szén-dioxid-jég "leárnyékolja" a vízjeget. Emlékeztetünk rá, hogy az NS amerikai műszer mintegy 1 méterig, az orosz HEND pedig 2-3 méterig mér.

A Mars Odyssey GS műszerének, a teljes Mars felszín-közeli területére vonatkozó vízeloszlás térképe a 2002. február-áprilisi mérések alapján

A Mars Odyssey űrszonda most közzétett mérései a Mars déli sarkvidékének víztartalmáról azért szenzációsak, mert eddig az amerikai szakemberek a Viking-űrszondák sokéves kutatási anyagából azt gondolták, hogy a déli poláris sapkában csak szárazjég található. Igaz, a Mars Global Surveyor adataiból már sejteni kezdték egyesek, hogy délen is van a talajban víz, de ebben eddig sokan, főleg amerikai szakértők kételkedtek.

Mi magyar kutatók (Gánti Tibor és Szathmáry Eörs biológusok, a szerző és planetológus kollégái, Bérczi Szaniszló és Gesztesi Albert) a Mars déli poláris vidékén már mintegy két évvel ezelőtt feltételeztük a talajközeli vízréteget. Arról van szó, hogy itt a Marson a déli 60-80 fokos tartományban olyan téli-tavaszi foltosodási jelenséget vizsgáltunk a Mars Global Surveyor űrszonda 1,5-5 méteres felbontású képein, amelyeknek az eredetére biológiai okokat képzeltünk el. Úgy gondoljuk, hogy az általunk feltételezett marsfelszíni mikroorganizmusok (MSO) telepszerűen helyezkednek el a déli területek sötét dűnedombjainak felszínén.

Szép marsi sötét dűnefoltok (DDS-ek) a világos szén-dioxid-hó és -jég felszínén a 2001-es déli tavasz kezdetén a -68 fokos szélességen lévő, 107 km átmérőjű Steno-kráter dűnedombján

Amikor télen a Nap megvilágítja a marsi déli pólus környéki területeket, akkor a szén-dioxid-jégen áthatoló napsugarakat az MSO-k arra használják, hogy a körülöttük lévő vízjeget megolvasszák, és ebben élettevékenységet folytassanak. Ez mindaddig tarthat - sok héten keresztül -, míg a védő szén-dioxid-jég és hó megmarad. Amikor eltűnik, azaz kialakulnak a sötét dűnefoltok (DDS), akkor a mikroorganizmusok beszáradnak, és ilyen állapotban várják a következő év életre alkalmas téli-tavaszi időszakát. E marsi életre vonatkozó DDS-MSO hipotézisnek egyik érdekes alátámasztását is jelentheti a Mars Odyssey űrszonda felfedezése a Mars déli pólusának éppen abban a körzetében, ahol mi a foltosodási jelenséget vizsgáltuk részletesen.

Dr. Horváth András

Ajánlat:

A 2001 Mars Odyssey hivatalos honlapja
http://mars.jpl.nasa.gov/odyssey/

A Science honalapján megjelent publikációk aktuálisan erről az oldalról érhetők el
http://www.sciencemag.org/sciencexpress/recent.shtml

Korábban az [origo]-ban:

Mars: víz, víz, víz!
2002.03.05. Csúcsformában kezdett a legújabb Mars-szonda, hatalmas mennyiségű vízjégre utaló jeleket mutatva ki a vörös bolygó déli sarkvidékének talajában.

Irdatlan vízkészletek a Marson
2002.05.27. A vártnál sokkal rövidebb idő alatt sikerült megerősíteni a márciusban bejelentett felfedezést, mely szerint hatalmas mennyiségű vízjég lehet a vörös bolygó déli sarkvidékének talajában.

Marskutatás: a magyar foltok elérték Európát
2002.04.19. A marsi élet magyar elmélete egyre komolyabb figyelmet kap a szakemberek között. Egy vasárnap kezdődő rangos konferencián három előadásra is lehetősége nyílik a kutatóknak.