Odkrycie cząsteczek wodoru w górnych warstwach atmosfery Marsa – o którym informuje magazyn “Science” z dnia 30 listopada – może wyjaśnić kontrowersyjne wyniki wcześniejszych eksperymentów lądowników Viking próbujących znaleźć życie na tej planecie. Co więcej – zdradza, że Czerwona Planeta mogła mieć niegdyś więcej wody niż obecnie Ziemia.

Odkrycia wodoru na Marsie oczekiwano od 30 lat. Dlaczego? Dzięki sondom Mariner i obserwacjom z Ziemi już w połowie lat 60. XX w. było wiadomo, że atmosfera Czerwonej Planety składa się niemal wyłącznie z dwutlenku węgla. Zaledwie kilka procent to azot, są też śladowe ilości pary wodnej. Niezwykle mało zaś jest tlenku węgla i tlenu, co dziwiło, bo te gazy – jako produkt rozpadu dwutlenku węgla pod wpływem promieni słonecznych – powinny występować w dużo obficiej.

Z tego wynikało więc, iż w atmosferze zachodzi jeszcze jakiś proces, w wyniku którego tlenek węgla i tlen z powrotem łączą się w cząsteczki dwutlenku węgla. Na początku lat 70. XX w. wymyślono, iż najlepszym kandydatem na katalizator takiej reakcji byłyby silnie utleniające produkty rozpadu wody – rodniki wodorotlenowe: OH oraz nadtlenek wodoru H2O2. Dzięki nim dwutlenku węgla nie ubywałoby i atmosfera Marsa zachowywałaby niezmienny skład chemiczny.

Ubocznym produktem całego łańcucha postulowanych tu reakcji byłby cząsteczkowy wodór. I w tym krył się kłopot. Sondy Mariner wykryły wprawdzie obecność pojedynczych atomów tego pierwiastka, nie potrafiły jednak potwierdzić cząstek H2.

Aż do teraz. W ostatnim “Science” Władimir Krasnopolsky z Katolickiego Uniwersytetu Ameryki w Waszyngtonie oraz Paul Feldman opisują, jak za pomocą satelity FUSE w widmie dalekiego ultrafioletu odkryli po raz pierwszy świecenie cząsteczek wodoru 140 km nad powierzchnią Marsa.

Ich odkrycie potwierdza więc model atmosfery Czerwonej Planety, który zakłada m.in. obecność potężnych utleniaczy. Powinny one występować nie tylko w atmosferze, ale i w przypowierzchniowych warstwach gruntu. Być może to ich aktywność wpłynęła na wyniki eksperymentów przeprowadzanych przez lądowniki Viking w 1976 roku. Vikingi miały wykryć obecność życia na Marsie. Zdaniem niektórych uczonych eksperyment nie dał zdecydowanie negatywnego wyniku, do pewnego stopnia mógł wskazywać na zachodzenie tam procesów metabolicznych (pisaliśmy już o tym, patrz też tutaj).

Donal Hunten z Uniwersytetu Arizony na łamach “Science” sugeruje, że odczyty Vikingów mogły zostać zafałszowane przez silnie działające utleniacze – takie jak OH i H2O2. Również w innym z eksperymentów Viking szukał śladów cząsteczek organicznych. – Brak pozytywnego wyniku pomiaru również można by wytłumaczyć obecnością grupy OH niszczącej związki organiczne – twierdzi Hunten.

Wykryty przez uczonych wodór jest lekkim gazem i powinien z czasem uciekać w przestrzeń kosmiczną. Analizując jego dzisiejszą zawartość w atmosferze, można pokusić się o oszacowanie, ile wody (która była wszak źródłem wodoru) płynęło w przeszłości na Czerwonej Planecie. Obliczenia Krasnopolskyego i Feldmana wskazują, iż wody było w bród. Wystarczało jej, by pokryć planetę oceanem o głębokości ponad 1250 metrów. To 1,3 razy więcej na jednostkę masy w porównaniu z Ziemią.

W tym samym numerze “Science” grupa francuskich uczonych udowadnia jednak, że jeszcze kilkaset tysięcy lat temu niektóre obszary Marsa mogły przypominać dzisiejszą ziemską Grenlandię, gdzie wprawdzie średnia roczna temperatura jest niższa od zera, lecz w cieplejszych porach roku zdarza się, iż w ciągu dnia grunt tuż przy powierzchni odmarza, skała się kruszy, śnieg się topi i w dół górskich zboczy spływają błotno-skaliste lawiny. Zdaniem Francuzów podobnie powstały niedawno wyżłobione koryta na stokach marsjańskich wzgórz widoczne na zdjęciach sondy Global Surveyor, które w zeszłym roku wzbudziły prawdziwą sensację. Dziś na Marsie jest wprawdzie dużo mroźniej niż na Grenlandii, ale uczeni tłumaczą, że całkiem możliwe jest, by w nieodległej przeszłości oś obrotu Czerwonej Planety była bardziej nachylona do płaszczyzny orbity (dziś nachylenie jest podobne jak u Ziemi). Wtedy w czasie lata obszary podbiegunowe górzystej półkuli południowej Marsa, a zwłaszcza południowe stoki wzgórz, byłyby jak na patelni wystawione ku ciepłym promieniom Słońca. Precyzyjne symulacje komputerowe wskazują, że średnia dzienna temperatura oscylowałaby tam w okolicach zera, a lawiny rozmarzniętej brei byłyby całkiem prawdopodobne.

To świetnie wyjaśniałoby całkiem zagadkowy fakt, iż ślady tych niedawnych wodnych potoków znajdują się na średnich i wysokich południowych szerokościach geograficznych Marsa, na stokach skierowanych ku obszarom podbiegunowym, a nie w okolicach równika, gdzie dziś jest najcieplej.

Autor

Marcin Marszałek