Naukowcy podejrzewają, że na wczesnym etapie swojej ewolucji Mars dużo bardziej przypominał Ziemię. Wiadomo, że woda w stanie ciekłym występowała tam równie powszechnie co obecnie na Ziemi. W kraterze Jezero, po którego dnie aktualnie jeździ łazik Perseverance, przez dziesiątki milionów lat istniało rozległe jezioro, do którego wpadały rzeki. To z kolei oznacza, że i atmosfera młodego Marsa musiała być dużo gęstsza niż obecnie. Co zatem się stało?
Czym się różni Mars od Ziemi?
Jedną z najważniejszych różnic między Ziemią a Marsem jest brak pola magnetycznego tej drugiej planety. Pole magnetyczne Ziemi stanowi doskonałą ochronę przed stałym strumieniem wysokoenergetycznych cząstek emitowanych z atmosfery Słońca, tzw. wiatru słonecznego. Kiedy docierają one w pobliże Ziemi przechwytywane są przez linie pola magnetycznego i opływają naszą planetę, a część z nich trafia w ziemską atmosferę w okolicach bieguna planety. Magnetosfera doskonale sprawdza się także w przypadku burz magnetycznych wywoływanych przez masy plazmy docierające do Ziemi z koronalnych wyrzutów masy czy rozbłysków słonecznych.
W przeciwieństwie do Ziemi Mars nie ma takiej ochrony. Pole magnetyczne Marsa nie istnieje, przez co strumień wiatru słonecznego uderza bezpośrednio w górne warstwy atmosfery planety powoli prowadząc do jej erozji. Gdy wysokoenergetyczne cząstki uderzają w cząsteczki wody w atmosferze Marsa rozbijają je na tlen i wodór. Wodór jako najlżejszy pierwiastek w przyrodzie z łatwością odrywa się od atmosfery Marsa i ucieka w przestrzeń międzyplanetarną. Badania wykazały faktycznie, że nawet teraz za Marsem wciąż ciągnie się „ogon wodorowy”. Im rzadsza atmosfera, tym więcej szkodliwego promieniowania docierało do samej powierzchni planety. Powstaje zatem pytanie: dlaczego Mars nie ma własnego pola magnetycznego?
Za pole magnetyczne Ziemi odpowiada ją prądy elektryczne w płynnym jądrze Ziemi. Występujące tam prądy konwekcyjne są siłą napędową samowzbudnego dynama. Aby zatem odpowiedzieć na pytanie o los pola magnetycznego Marsa, naukowcy musieli zajrzeć w głąb Czerwonej Planety. W tym celu w 2018 roku na Marsa poleciał lądownik InSight wyposażony w niezwykle czuły sejsmometr, którego zadaniem miało być nasłuchiwanie drgań dochodzących z wnętrza planety. Naukowcy mieli nadzieję, że informacje o wstrząsach sejsmicznych na Marsie przyniosą nam informacje o tym jak wygląda wnętrze planety.
Czytaj także: Lądownik InSight u kresu swojej egzystencji. Jak zakończy się jego marsjańska misja?
Na przestrzeni czterech lat InSight faktycznie zarejestrował setki mniejszych i większych wstrząsów sejsmicznych. Znajdujący się na jego pokładzie sejsmometr był na tyle czuły, że rejestrował nawet drgania powstałe na skutek lądowania łazika Perseverance kilkaset kilometrów od niego.
Co Mars skrywa w swoim wnętrzu?
Choć InSight zakończył pracę w grudniu 2022 roku, naukowcy wciąż analizują zebrane przez niego dane sejsmiczne. W najnowszym artykule naukowym opublikowanym w periodyku Proceedings of the National Academy of Sciences międzynarodowy zespół sejsmologów opisuje pierwsze w historii zarejestrowane fale sejsmiczne, które przed dotarciem do sejsmometru przeszły przez jądro Marsa.
Na podstawie zniekształceń i opóźnień fali naukowcom udało się ustalić, że w sercu Marsa znajduje się całkowicie ciekłe żelazne jądro z dużą domieszką siarki i tlenu w najbardziej wewnętrznej jego warstwie. Dla porównania Ziemia posiada stałe jądro wewnętrzne otoczone ciekłym jądrem zewnętrznym. Lekkie pierwiastki (tlen i siarka) stanowią aż 20 proc. masy jądra marsjańskiego, przez co jest ono dużo lżejsze od jądra Ziemi.
Wychodzi zatem na to, że owe różnice między jądrami obu planet decydują o tym, czy będą one generować pole magnetyczne, czy nie. Warto jednak zauważyć, że nie zawsze musiało tak być. Badania skorupy Marsa wskazują, że kiedyś jądro Marsa także generowało pole magnetyczne, którego ślady do dzisiaj widoczne są w skałach. Choć planeta w przeszłości mogła sprzyjać powstaniu życia, na przestrzeni czterech i pół miliarda lat stała się dla niego skrajnie nieprzyjazna.