Klimatické změny na planetě Mars

Kosmická sonda NASA s názvem MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) zjistila, že celkové množství atmosférických plynů Marsu se dramaticky mění v závislosti na změnách sklonu rotační osy rudé planety. Tento proces může ovlivňovat výskyt kapalné vody na povrchu Marsu a zvyšovat četnost a intenzitu marťanských písečných bouří.

Astronomové využili průzkumný radar na palubě sondy k identifikaci skrytých rozsáhlých depozitů zmrzlého oxidu uhličitého (tzv. suchého ledu) v oblasti kolem jižního pólu planety Mars. Vědci se domnívají, že značné množství oxidu uhličitého vstupuje do atmosféry planety se zvětšujícím se sklonem rotační osy a zvyšuje tak její hmotnost. Objev byl publikován v časopise Science.

Nově objevené depozity představují objem zhruba 12 000 krychlových kilometrů, tj. jako Lake Superior (jedno ze skupiny tzv. Velkých jezer Severní Ameriky). Usazeniny obsahují až o 80 % více oxidu uhličitého, než kolik je přítomno v současné atmosféře Marsu. Depozity suchého ledu se postupně ztrácejí – sublimují, přičemž každý rok dodávají do ovzduší určité množství plynu. Atmosféra Marsu je tvořena z 95 % z oxidu uhličitého, zatímco zemská atmosféra, která je podstatně hustější, obsahuje méně než 0,04 % oxidu uhličitého.

„Již dlouho víme, že zde existují malé celoroční čepice tuhého oxidu uhličitého usazeného na povrchu vrstvy vodního ledu, avšak tyto nově objevené usazené vrstvy obsahují zhruba 30krát více suchého ledu než činily předcházející odhady,“ říká Roger Phillips (Southwest Research Institute, Boulder, Colorado). Phillips je zástupcem vedoucího týmu pro řízení radaru Shallow Radar, jednoho z šesti přístrojů na palubě sondy MRO a autor publikovaného článku.

„Identifikovali jsme usazeniny jako suchý led na základě charakteristického odrazu rádiových vln od zmrzlého oxidu uhličitého – v případě odrazu od zmrzlé vody je charakter echa jiný,“ říká Roberto Seu (Sapienza University of Rome), vedoucí týmu pracujícího s radarem na sondě MRO a spoluautor článku. Další důkazy byly získány na základě vzájemného vztahu charakteristických rysů pozorovaných útvarů, které jsou typické pro sublimaci suchého ledu.

„Když vezmeme v úvahu tyto skryté depozity, pak právě teď je polovina marťanského oxidu uhličitého ve zmrzlém stavu a polovina v atmosféře v plynném stavu, avšak v jiném období může být téměř veškerý oxid uhličitý ve zmrzlém stavu nebo naopak obsažený v atmosféře,“ říká Roger Phillips.

Občasné zvýšení obsahu oxidu uhličitého v atmosféře zesiluje větry, zvíří více prachu a vede k mnohem větší frekvenci a větší intenzitě prachových bouří. Dalším důsledkem hustější atmosféry je rozšiřující se oblast na povrchu planety, kde kapalná voda může přetrvávat bez toho, aby se vypařila. Modelování na základě znalostí proměnlivého sklonu rotační osy planety Mars naznačuje, že zde několikrát došlo ke změnám v celkové hmotnosti atmosféry planety, což se mohlo přihodit v časovém úseku kratším než 100 000 let.

Změny v hustotě atmosféry způsobované zvýšeným obsahem oxidu uhličitého rovněž zesilují některé efekty změn, způsobovaných změnou sklonu rotační osy. Astronomové vložili zjištěnou hmotnost depozitů skrytého oxidu uhličitého do klimatických modelů pro období, kdy rotační osa Marsu a vlastnosti oběžné dráhy maximalizovaly množství letního slunečního svitu, zahřívajícího okolí jižního pólu. Zjistili, že v tomto období celkový průměrný roční atmosférický tlak byl přibližně o 75 % vyšší než v současné době.

„Nakloněná planeta Mars s hustější atmosférou, s vyšším obsahem oxidu uhličitého, způsobuje skleníkový efekt, který zvyšuje povrchovou teplotu Marsu, zatímco tlustší a déletrvající ledové polární čepičky vedou k jeho ochlazení,“ říká spoluautor objevu planetolog Robert Haberle (NASA, Ames Research Center in Moffett Field, Kalifornie). „Naše počítačové simulace ukazují, že polární čepičky ochlazují atmosféru mnohem více, než ji skleníkový efekt otepluje. Na rozdíl od Země, která má hustou a vlhkou atmosféru vytvářející výrazný skleníkový efekt, atmosféra Marsu je příliš řídká a suchá, než aby mohla vytvářet výrazný skleníkový efekt jako Země, a to dokonce ani v případě, kdy by obsahovala dvojnásobné množství oxidu uhličitého.“

Zdroj: http://www.nasa.gov/mission_pages/MRO/news/mro20110421.html

autor: František Martinek