Hajnali deret figyeltek meg a Mars óriásvulkánjain

Először fedezték fel hajnalban lerakódó vízjég jeleit a marsi óriásvulkánok tetején az európai mars-szondák.

Az Európai Űrhivatal (ESA) két marsi küldetése, az ExoMars TGO, illetve a Mars Express űrszondák megfigyelései és mérései először igazolták vízjégből kialakult réteg jelenlétét a marsi egyenlítői régióban. A dér a Tharsis-régió óriáshegyei, vagyis a Naprendszer legmagasabb vulkánjainak csúcsánál rakódik ki a légkörből, olyan helyen, ahol a földrajzi elhelyezkedés miatt nem fordulhatna elő.
E hegyek speciális mikroklímával rendelkeznek, azonban eddig a ritka marsi légkör és a terület egyenlítői elhelyezkedése, viszonylagosan magas hőmérséklete miatt úgy gondoltuk, nem alakulhat ki jég rajtuk.
A dér a napkelte körüli pár órában látható csupán, majd eltűnik. Bár csupán az emberi hajszáléhoz hasonlítható vastagságú a dérréteg, hatalmas területen rakódik ki, és emiatt össztömege is meglepően nagy: naponta 150 ezer tonna víz fagy ki a légkörből, majd jut oda vissza. A jelenség a hűvösebb évszakokban tapasztalható.
A Mars felszínéből kidudorodó Tharsis-régió ad otthont a Naprendszer leghatalmasabb vulkánjainak, amelyek közt az Olympus Mons a legnagyobb. A vulkánok csúcsán kalderák terpeszkednek: a kitörések során beszakadt a magmakamrájuk teteje, és ennek hatására igen nagy méretű, üstszerű mélyedések jöttek rajtuk létre.
Jelen tudásunk szerint e hegyekkel teli hatalmas vulkáni régió már létezhetett 3,7 milliárd évvel ezelőtt, és a Mars történetének legnagyobb részében aktív is lehetett. A különösen ritka marsi légkörben azonban e hegytetők nem igazán hidegebbek a mélyebben fekvő síkvidéknél, ahhoz egyáltalában nem elég hidegek, hogy a légkör jó részét kitevő szén-dioxid kifagyjon. Ahhoz viszont elég alacsony a hőmérsékletük, hogy a levegő víztartalma kirakódhasson dér formájában.
Bár alapértelmezetten a szunnyadó vulkánok mélyéből is eredhetne a vízpára, azonban ez nem egymagában áramlana ki, hanem egyéb vulkáni gázokkal, amelyeknek soha semmiféle nyomát nem találták még a marsi vulkánokon.
A kutatók szerint az egész Tharsis-régió felett különleges a légáramlás, és ez hozhatja létre a kalderák mélyedéseiben a dér kirakódásához szükséges körülményeket. A hegyek oldalán felemelkedő szél magával viszi a marsi viszonylatban párás légtömegeket, majd a csúcsok felett a pára kifagy. E helyzet jól ismert, ez hozza létre az Arsia Mons csúcsából induló, évszakosan megjelenő elnyúlt felhőt is.
„A dér, amit a marsi vulkánok csúcsrégióiban látunk, a kalderák mélyebb, árnyékos részeiben rakódik ki, ahol a hőmérséklet is alacsonyabb” – mondta Nicolas Thomas, a TGO megfigyelő műszere, a CaSSIS irányító csapatának tudományos vezetője. A szakemberek az Arsia-, az Ascraeus-, az Olympus Mons és a Ceraunius Tholus nevű vulkánokon észlelték eddig a dérréteget.
Miért csak most?
Ha ennyi helyen megtalálták most, joggal merül fel, hogy miért csak most derült fény a dér jelenlétére? Ahhoz, hogy megfigyelhessék, több tényező együttesére is szükség volt. Először is az űrszondának olyan pályán kell keringenie, amelyről hajnalban, kora reggel rálátnak e hegyekre. A Mars Express és az ExoMars TGO is ilyen pályán jár, azonban a többi Mars körüli szonda napszinkron pályán kering, és csak a délutáni időszakban tud rápillantani a Tharsis-régióra.
Ezen felül a dér kirakódását csak a hidegebb évszakban lehet megfigyelni, ez tovább szűkíti a lehetőségeket. „Röviden, tudnunk kell, hogy mikor és hol kereshetjük ezt a kis ideig látszó deret” – tette hozzá Adomas Valantinas, a kutatás vezetője. „Egy másik kutatás kapcsán figyeltünk jeget az egyenlítői vidéken, de nem gondoltuk, hogy a vulkánok tetején fogjuk megpillantani a deret.”
A Mars Express már két évtizede kering a Mars körül és kutatja annak titkait, a TGO 2016-ban érkezett, ám a teljes tudományos küldetését csak 2018-ban kezdte meg. E két szonda különböző műszereivel pillantottak a vulkáni régióra, s így sikerült igazolni a véletlenül megpillantott hajnali dér jelenlétét. A kutatók még 2018-ban kezdtek bele a mintegy 30 ezer felvétel elemzésébe, az azóta gyűlő adatok igen alapos válogatása és vizsgálata hozott végül eredményt.