Mars Express a historie vody na Marsu

Od poloviny 70. let minulého století, kdy kosmické sondy Viking zkoumaly Mars, planetologové změnili svoje představy o vodě na Marsu doslova několikrát. Přecházeli od obrazu suché planety k představě teplého a mokrého Marsu. Data ze sondy Mars Express nyní vrhají nové světlo na komplex otázek působení vody na planetě Mars.

"Nyní přepisujeme historii Marsu," říká Gerhard Neukum (Freie Universitaet Berlin, Germany), který je vědeckým pracovníkem týmu kamery HRSC (High Resolution Stereo Camera), instalované na sondě Mars Express. "Obraz teplého a vlhkého Marsu není úplně správný. Teplá a vlhká perioda trvala pouze několik set miliónů roků. Před 4 miliardami roků takovéto období skončilo."

Na palubě sondy Mars Express jsou tři přístroje, které by měly vnést jasno do této problematiky. Prvním z nich je MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding). Od července 2005 tato aparatura provádí sondáž podpovrchových vrstev Marsu do hloubky několika kilometrů. Jedná se o první případ použití takovéhoto způsobu výzkumu.

"Radar MARSIS ukazuje, že poměrně velké množství povrchových vrstev Marsu obsahuje vodní led," říká Jeffrey Plaut (Propulsion Laboratory, Pasadena), který se rovněž podílel na přípravě experimentu s aparaturou MARSIS.

Vědci detekovali velké množství vodního ledu v polárních oblastech Marsu, a také byli překvapeni prvními informacemi, které na Zemi vyslala aparatura MARSIS. Když sonda přelétala ve středních planetárních šířkách severní polokoule nad oblastí Chryse Planitia, signál z radaru ukázal impaktní kráter, ukrytý pod povrchem. Uvnitř této impaktní struktury byla zaregistrována silná vrstva materiálu, bohatá pravděpodobně na vodní led. "Objevili jsme zásobárnu ledu, což se zatím nikomu nepodařilo," říká Plaut. "Avšak stále ještě není jasné, kdy a kde existovala voda na Marsu v kapalném stavu."

"Poslední pozorování pomocí radaru MARSIS byla zaměřena na oblast jižního pólu Marsu," dodává Giovanni Picardi (University of Rome La Sapienza ). "Kvalita předběžných výsledků pokročilé analýzy, na které stále pracujeme, je opravdu vzrušující a nadějná, pokud se týká vědecké objektivity našich experimentů." Tato objektivita zahrnuje také detekci podpovrchové vody.

Dalším přístrojem, který by se měl zapojit do řešení problému vody na Marsu, je spektrometr OMEGA, pracující v oboru viditelného a infračerveného záření. Jeho úkolem je zjišťování minerálů na povrchu Marsu. Tento třetí přístroj odhaluje zejména historii vody na Marsu. "Dokázali jsme, že voda mohla být na povrchu Marsu přítomna trvale, avšak ne příliš dlouhou dobu," říká Jean-Pierre Bibring (Institut d'Astrophysique Spatiale, Orsay, Francie).

Přístroj OMEGA detekoval jílům podobné minerály (na obrázku jsou modrou barvou vyznačena místa s výskytem na vodu bohatých minerálů v oblasti Marwth Vallis) , které vznikly během dlouhodobého působení vody, avšak pouze v nejstarších oblastech Marsu. Z toho vyplývá, že kapalná voda se na planetě nacházela pouze v období prvních několika stovek miliónů roků. Když planeta ztratila vodu, občas na její povrch pronikla voda z podpovrchových vrstev, která se však pomalu vypařila.

V průběhu postupného vypařování vody docházelo ke vzniku sulfátů, což jsou další minerály, které přístroj OMEGA na povrchu Marsu zaznamenal. Když i toto období skončilo a zbývající voda na povrchu Marsu zamrzla, potom atmosféra postupně změnila půdu do červena vytvořením oxidu železitého, který byl přístrojem rovněž zaregistrován.

Fotografie pořízené kamerou HRSC vedou ke stejným závěrům. Ukazují marťanský povrch v nádherných detailech, odhalujících detaily o velikosti kolem 10 m. Zřetelně ukazují extrémně staré oblasti Marsu, které byly erodovány tekoucí vodou. Zachycují také obrovská údolí, jako je například Kasei Valles, vyhloubené gigantickým ledovcem, který zde přetrvával zhruba miliardu let v období, kdy teplota poklesla příliš na to, aby zde mohla existovat kapalná voda.

"Objevili jsme zřetelnou hranici mezi vulkanickými regiony a oblastmi, které byly poznamenány přílivy vody," říká Neukum. Všude, kde na Marsu probíhala vulkanická činnost, roztopil se podpovrchový vodní led a voda pak tekla v proudech po povrchu planety. Některé z objevených říčních koryt vznikly nedávno (z geologického hlediska). "Například na úpatí sopky Olympus Mons byly pomocí kamery HRSC objeveny důkazy tekoucí vody z období před 30 milióny roků," dodává Neukum.

Nejnovější americká kosmická sonda MRO (Reconnaissance Orbiter) má na své palubě podobné přístroje jako evropská sonda Mars Express. Několik specialistů z týmu, který pracoval s přístrojem MARSIS, bude nyní pomáhat při zpracování dat z aparatury SHARAD (Shallow Radar) na palubě sondy MRO. Radar SHARAD není schopen proniknout tak hluboko pod povrch Marsu jako MARSIS, má však vyšší rozlišovací schopnost.

Aparatuře OMEGA je podobný přístroj CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) na palubě sondy MRO, který bude schopen objevit na povrchu Marsu mnohem více minerálů. Jeho nevýhodou je velmi malé zorné pole. "Proto se bude převážně zaměřovat na studium oblastí, které byly pomocí zařízení OMEGA vyhodnoceny jako zajímavé," říká Bibring.

Zdroj: www.esa.int
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí