Felhők üvegházhatása tarthatta melegen a fiatal Marsot?

 

 A Mars, annak ellenére, hogy csak harmadakkora energiát kap a Naptól, mint a Föld, egykor folyékony víz otthona volt, ám nem világos, mi tette ezt lehetővé.

A Perseverance rover helyzete összefoglalja mindazt, ami a Marssal kapcsolatos problémánkat jelenti: a rover egy tökéletes sivatag közepén landolt, miközben ugyanez a helyszín egykor egy tóba torkolló folyó deltája is volt. Azzal kapcsolatban lassanként kezd összeállni a kép, hogy hogyan tűnt el a víz a Marsról, azt azonban még nem igazán értjük, hogy amíg jelen volt, miként maradhatott folyékony, vagyis hogyan volt elég meleg a bolygón ehhez.

A Chicagói Egyetem kutatója, Edwin Kite vezetésével egy új tanulmány született, amelyben a marsi légkör és klíma számítógépes modellezése alapján kaptak egy lehetséges választ a kérdésre: magasszintű vékony felhőzet lehetett a víz folyékonyan tartásáért felelős üvegházhatás kiváltója.

A korábbi elméletek közt volt pl. amelyben egy nagy aszteroida ütközésének mozgási energiája alakult hővé s melegítette fel kellően a vörös bolygót, azonban a számítások szerint egy ilyen esemény maximum pár évig lenne képes kellő hőt biztosítani. A vízfolyások pedig ennél jóval hosszabb időn át fennálltak.

Emiatt is tértek vissza a kutatók egy korábban már felmerült elmélethez: magasszintű jégkristály felhők (gyakorlatilag cirrusz, cirrosztrátusz) egész kis mennyiségben is képesek felmelegíteni a bolygó felszínét, üvegházhatásuk segítségével. Korábban azzal söpörték félre ezt az elméletet, hogy csak akkor működne e módszer, amennyiben a felhőknek valószínűtlen tulajdonságaik lennének. Olyasmik jöttek ki az akkori modellezésből, hogy a víznek pl. sokkal de sokkal hosszabb időn át kellene a légkörben maradnia a megfelelő hatáshoz, mint nálunk a Földön, így lehetetlennek könyvelték el az elméletet.

Cirruszok mozgása az Opportunity rover animált felvételén

Kite és csapata azonban most 3 dimenziós modellezéssel bebizonyította, hogy működhet az egykori elméletben leírt módszer. Ehhez azonban arra volt szükség, hogy a felszín egy bizonyos részét borítsa be a jég. Ha nagy területen volt jelen e jégborítás, ez biztosíthatta a folyamatos vízpárát is egy alacsonyszintű rétegfelhőzet kialakulásához, ezek azonban nem nagyon melegítik a bolygót, sőt, inkább hűtenek rajta.

Azonban abban az esetben, ha csak kisebb részeken, a hegytetőkön és a sarkvidéken áll fenn jégborítás, a felszínközeli légrétegek jóval szárazabbá válnak, s ez a magasszintű felhőzet képződésének kedvez, amely pedig már fűti a bolygót.

Cirruszok a Mars légkörében, a Mars Express felvételén

A modellben a felhőzet nem igazán úgy viselkedik, mint itt a Földön megszoktuk, Kite szerint az, ha mindent a földi minták alapján igyekszünk elképzelni, nem mindig vezet eredményre, itt a Földön például igen gyors a víz felszín-légkör közti körforgása, a marsi körülmények viszont egészen mások.
A Föld közel háromnegyedét víz borítja be, így igazán nincs nehéz dolga a víznek, gyorsan és egyenetlenül járhatja útját a tenger, a szárazföldek és a légkör közt. Az egyenetlenségből adódnak az olyan helyek, mint a száraz Szahara vagy a párától csöpögő Amazónia. A Marson azonban még a legideálisabb viszonyai idején is sokkalta kevesebb víz volt, és, ahogy az új modellszámítások mutatják, ha a víz felkerül a légkörbe, akkor hajlamos nagyon sokáig ott is maradni.A hosszú ideig – a számítások szerint kb. egy évig – a légkörben maradó vízből igen hosszú életű cirruszfelhők születtek, amelyek már képesek voltak hosszú távú üvegházhatásukkal melegen tartani a marsi felszínt.

A Mars abból a szempontból fontos, hogy ez az egyetlen bolygó saját otthonunkon kívül, amelyről úgy tudjuk, képes volt az élethez alkalmas körülményeket egy ideig fenntartani, ám később ezt a lehetőségét elveszítette. A miértek és hogyanok megválaszolása saját jövőnk szempontjából is fontos.