Marsi atmosfäär – koostis, rõhk, tolm ja metaani vihjed elule
Uuri Marsi atmosfääri: koostis, 6 mbar rõhk, tolmupilved ja metaani vihjed elule — värsked avastused, põhjendused ja mõjud Marsi veele ning tulevasele uurimistööle.
Marsi atmosfäär on Marsi ümbritsev gaasikiht. See koosneb peamiselt süsinikdioksiidist. Marsi pinna keskmine õhurõhk (6,0 mbar) on palju madalam kui Maal (1,013 mbar). Rõhk on tunduvalt madalam kui Armstrongi piir, mis tähendab, et vesi keeb inimkeha tavalisel temperatuuril: 98,6 °F (36,6 °C).
Marsi atmosfäär sisaldab 96% süsinikdioksiidi, 1,9% argooni, 1,9% lämmastikku ning jälgi hapnikust, süsinikmonooksiidist, veest ja metaanist jne. Alates metaani avastamisest 2003. aastal ütlevad teadlased, et see võib viidata elule. Samuti on oletatud, et see võib olla põhjustatud geokeemilistest protsessidest, vulkaanilisest või hüdrotermilisest tegevusest.
Marsi atmosfäär on üsna tolmune, mis annab Marsi taevale maapinnalt vaadatuna helepruuni või oranžipunase värvi. NASA andmed näitasid, et tolmuosakeste läbimõõt on 1,5 mikromeetrit.
18. märtsil 2015 avastas NASA Marsi atmosfääris aurora, mida ei ole täielikult mõistetud, ja seletamatu tolmupilve.
Vedel vesi oli Marsil kunagi tavaline, mis tähendab, et atmosfäär oli paksem. Paljudes uuringutes on leitud, et Marsi atmosfäär on aja jooksul nõrgenenud päikesetuulte tõttu. Maal kaitseb meid magnetväli enamiku tuulte eest. Marsil oli varem magnetväli, kuid tuumiku jahtumise tõttu on magnetväli kadunud.
Koostise ja rõhu täpsustused
Originaaltekstis toodud koostisosad annavad lihtsustatud ülevaate. Millest oluline teada: - Marsi atmosfäär on ülekaalus süsinikdioksiidiga (~95%), aga sisaldab ka lämmastikku, argooni ja väiksemaid fraktsioone hapnikust, süsinikmonooksiidist ja veeaurust. - Keskmine pinnarõhk on umbes 6 mbar (≈600 Pa) — ligikaudu 0,6% Maa merepinna rõhust. See rõhk varieerub oluliselt nii kõrguse (kõrgemal õhk veel hõredam) kui ka aastaaegade lõikes, sest talvel kondenseerub CO2 polaarkorkidesse ja suvel aurustub tagasi atmosfääri.
Tolm ja ilmastikunähtused
Marsi tolm on atmosfääri määrav tegur: peened osakesed jäävad hõlpsasti õhku, mõjutades päikesevalgust ja temperatuuri. Tolm võib põhjustada lokaalseid tolmuorme ja aeg-ajalt ka üleplaneedilisi (globaalset) tolmupilvi, mis võivad pinnatemperatuuri ja nähtavust drastiliselt muuta. Suuremahulised tolmu- ja liivatormid on põhjuseks, miks päikesepaneelidel töötavad sondid mõnikord akude laadimisega hädas on.
Metaan — miks see huvi pakub?
Metaan (CH4) on koostisaine, mille avastamine Marsi õhus tekitas palju tähelepanu, sest Maa tingimustes võivad metaani tekitada nii elusorganismid kui ka abiootilised protsessid (nt serpentiniseerumine, hüdrotermiline tegevus või vulkaaniline tegevus). Peamised punktid: - Metaani signaalid Marsil on väga nõrgad ja paiknemine ebaühtlane: nii on leitud ajutisi purskeid (pluume) kui ka madala taseme «fonaalnišše». - Kuigi esimene teade metaanist Marsi õhus pärineb 2003. aastast, on hilisemad hinnangud (nt Curiosity roveri analüüsid) näidanud nii väga madalaid taustväärtusi (osades mõõtmistes alla ppb-taseme) kui ka lühiajalisi kõrgemaid juhtumeid. - Allikad võivad olla bioloogilised, geokeemilised või meteoorilised; samuti on oluline, et metaan atmosfääris ka kiiresti laguneb (fotokeemilised reaktsioonid ja muud kadude mehhanismid), mistõttu selle jälle tekitamisel peab olema lokaalne ja suhteliselt hiljutine allikas.
Atmosfääri kadumine ja paleokliima
Rohkem kui 3–4 miljardit aastat tagasi oli Marsil tõenäoliselt paksem atmosfäär ja soojem kliima, mis võimaldas vedelal veekogudel püsida pinnal — selle peale viitavad orografilised jooned nagu jõesängid ja setted. Hilisem atmosfääri hõrenemine on seotud mitme protsessiga: - Päikesetuule ja päikese kiirguse mõju (ioniseeriv kiirgus, tuulektrivool), mis võib atmosfääriosakesi kõrvale kanda — seda protsessi kinnitasid ja täpsustasid hilised missioonid nagu MAVEN. - Marsi globaalne magnetväli on suuremas mahus kadunud, alles on vaid lokaalsed kaljukivist magnetilised anomaaliad; see vähendas planeedi kaitset päikesetuule vastu. - Atmosfääri kadu on toonud kaasa kuiva ja jaheda tingimuse, kus vedel vesi pinnal ei püsi pikalt ilma geoloogilise või keskkondliku kaitseta.
Mõõtmised ja missioonid
Mitmed Marsi missioonid on uurinud atmosfääri detailsemalt: orbitaalsondid (nt Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter), pinnasetöötajad (nt Curiosity, Perseverance) ja uurimissondid (nt MAVEN) on andnud andmeid koostise, metaani kõikumiste, tolmuosakeste ja atmosfääri kadu kohta. Need mõõtmised aitavad kaardistada, millised protsessid olid Marsi minevikus olulised ning milliseid aluseid võiks vaja minna tulevaste inimmissioonide jaoks.
Kokkuvõtlikult: Marsi atmosfäär on õhuke ja süsinikdioksiidirikas, tolmune ning dünaamiline — selle uurimine annab vastuseid nii planeedi kliimaloole kui ka küsimusele, kas ja kus Marsil võiks kunagi olla olnud või praegu olla eluvorme.
Marsil on väga õhuke atmosfäär, nagu on näha sellel fotol.
Küsimused ja vastused
K: Millest koosneb Marsi atmosfäär peamiselt?
V: Marsi atmosfäär koosneb peamiselt süsinikdioksiidist.
K: Kuidas on Marsi atmosfäärirõhk võrreldav Maa omaga?
V: Keskmine õhurõhk Marsi pinnal (6,0 mbar) on palju madalam kui Maal (1013 mbar).
K: Milliseid muid gaase esineb Marsi atmosfääris?
V: Lisaks süsinikdioksiidile sisaldab Marsi atmosfäär 96% argooni, 1,9% lämmastikku ning vähesel määral hapnikku, süsinikmonooksiidi, vett ja metaani.
K: Millise värvusega taevas paistab maapinnalt selle atmosfääris olevate tolmuosakeste tõttu?
V: Atmosfääris olevad tolmuosakesed annavad Marsi taevale maapinnalt vaadatuna helepruuni või oranži-punase värvi.
K: Kui suured on need tolmuosakesed?
V: NASA andmed näitasid, et nende tolmuosakeste läbimõõt on 1,5 mikromeetrit.
K: Mis oli kunagi Marsil tavaline, mis näitab, et kunagi oli seal paksem atmosfäär?
V: Marsil oli kunagi levinud vedel vesi, mis näitab, et kunagi oli seal paksem atmosfäär.
K: Miks on see aja jooksul muutunud?
V: See on aja jooksul muutunud päikesetuulte tõttu; kui Maa magnetväli kaitseb meid enamiku selle tuule eest, siis Marsi tuuma jahtumine on põhjustanud selle magnetvälja kadumise.
Otsige