Prieš milijardus metų Marso atmosfera galėjo būti tankesnė, o oras šiek tiek šiltesnis. Žvelgdami į Marse esančias deltas, panašias į upių deltas Žemėje, kai kurie teigia, kad anksčiau planetą iš dalies dengė vandenynai. Kiti mokslininkai nagrinėjo Marso meteoritų sudėtį, kuri gali parodyti, kaip šiandieninė Marso cheminė sudėtis gali būti lyginama su tuo, kaip planeta atrodė prieš milijardus metų. Abu įrodymai rodo, kad maždaug prieš keturis milijardus metų Marso šiaurinį pusrutulį dengė didžiulis vandenynas.
Šiandien šis vandenynas tik prisiminimas. Naujausi Tokijo universiteto vadovaujami tyrimai, paskelbti žurnale „Nature Communications“, paaiškina vieną iš priežasčių. Prieš milijardus metų Marsas prarado savo magnetinį lauką. Netekus magnetinio lauko teikiamos apsaugos, atmosfera nusilpo ir galiausiai vandenynai išnyko – atmosferoje esantys vandens garai išgaravo į kosmosą.
Magnetiniai laukai ir vandenynai susiję
Saulės sistema yra atšiauri vieta. Saulė skleidžia milžiniškus spinduliuotės kiekius, kurie, jei ne apsauginis mūsų magnetinio lauko poveikis, išdegintų mūsų planetą. Be magnetinio lauko Saulės vėjas suardytų mūsų atmosferą, o vandenynai išgaruotų ir išnyktų kosmose. Kitaip tariant, Žemė taptų panaši į Marsą.
Žemė yra vienintelė iš uolinių Saulės sistemos planetų, turinti stiprų magnetinį lauką. Tikėtina, kad jo buvimas yra viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl Marsas ir Žemė taip smarkiai skiriasi. Tačiau prieš milijardus metų Marsas taip pat turėjo stiprų magnetinį lauką.
Norėdama ištirti, kodėl tai nutiko, komanda, vadovaujama Shunpei Yokoo iš Tokijo universiteto, čia, Žemėje, esančioje laboratorijoje imitavo Marso – branduolį. Komanda pagamino medžiagą, naudodama geležies, sieros ir vandenilio mišinį, kurių, kaip manoma, yra Marso branduolyje.
Sieros tikriausiai yra šerdyje, nes Marso meteorituose (iš kurių imami plutos ir mantijos mėginiai) nėra daug elementų, paprastai randamų kartu su siera. Šerdyje gali būti daug vandenilio, nes Marsas yra netoli mūsų Saulės sistemos „sniego linijos“, kur planetos formavimosi metu buvo gausu vandens ledo. „Galime daryti pagrįstą prielaidą, kad branduolys yra skystas Fe-S-H, tačiau tai reikia patikrinti atliekant tolesnius Marso žemės drebėjimų stebėjimus. Artimiausiu metu daugiau mums gali pasakyti šiuo metu vykdoma NASA misija „InSight“, – „Big Think“ sakė Sh. Yokoo.
Tada komanda šį geležies, sieros ir vandenilio mišinį patalpino tarp dviejų deimantų ir įkaitino lazeriu, imituodama aukštą temperatūrą ir slėgį uolėtos planetos branduolyje. Medžiaga išsiskyrė į du skirtingus skysčius – vieną su geležimi ir siera, kitą su geležimi ir vandeniliu. Kadangi skystis su vandeniliu buvo mažiau tankus, jis pakilo į viršų. Skysčiams atsiskyrus, susiformavo konvekcinės srovės.
Tai panašu į tai, kas būtų nutikę ankstyvojoje Marso istorijoje. Geležies, sieros ir vandenilio skystis, sierai atsiskiriant nuo vandenilio, sudarytų konvekcines sroves. Šios srovės būtų suformavusios aplink planetą apsauginį magnetinį lauką. Tačiau tokios srovės yra trumpalaikės. Kai tik abu skysčiai visiškai atsiskirtų, srovės nutrūktų, o magnetinis laukas išnyktų. Galiausiai atmosfera išnyktų, o tada ir vandenynai.
Panašiai yra ir Žemės branduolyje
Toks geležies ir sieros bei geležies ir vandenilio skysčių atsiskyrimas pastebimas ir Žemės viduje, tačiau su esminiu skirtumu – temperatūra.
„Žemės branduolio temperatūra (~6 740 F°) yra daug aukštesnė nei Marso branduolio. Esant tokiai aukštai temperatūrai, geležies ir sieros bei geležies ir vandenilio skysčiai susimaišo. Tačiau stratifikaciją matome aukščiau šerdyje, kur temperatūra žemesnė. Dėl šios priežasties Žemės branduolys yra susisluoksniavęs tik jo viršuje, o Marso branduolys yra visiškai susisluoksniavęs. Turėtų praeiti labai daug laiko (pavyzdžiui, milijardas metų), kad Žemės branduolys būtų visiškai stratifikuotas“, – „Big Think“ sakė Sh. Yokoo.
Mokslininkų gauti rezultatai turi reikšmės gyvenamų egzoplanetų paieškai. Įprastai pagrindinis rodiklis, pagal kurį nustatoma, ar ekstrasolinėje planetoje gali atsirasti gyvybė, yra tai, kad jos paviršiuje, ne per šaltoje ir ne per karštoje vietoje, turi būti skysto vandens.
Tačiau galbūt stiprus magnetinis laukas turėtų būti dar vienas svarbus kriterijus, pagal kurį būtų galima nustatyti, ar planeta gali išlaikyti vandenį. Gali būti, kad tokie stiprūs magnetiniai laukai, kaip Žemės, visatoje pasitaiko palyginti retai.
