Válogatás a hold- és bolygótudományi konferencia eredményeibõl
Sik András
Marsi törmeléklejtõk: van víz a felszín alatt?
Nem kétséges, hogy a Mars-kutatás végsõ kérdése a következõ: volt-e, vagy esetleg van-e ma is élet a Marson? Ehhez közvetlenül kapcsolódik a bolygó vízkészletének vizsgálata: múltbeli és jelenlegi mennyisége, eloszlása valamint elõfordulási formái. Annak tudatában, hogy a felszín jelenlegi hõmérsékleti és nyomáskörülményei nem teszik lehetõvé folyékony víz tartós jelenlétét, a Mars vizét máshol kell keresni: a felszín alatt.
Mai tudásunk szerint külsõ bolygószomszédunk nem volt mindig olyan fagyos és száraz, amilyennek most ismerjük. Fejlõdésének kezdeti idõszakában sokkal jobban hasonlított a Földre, felszínén óceánok és tengerek vize hullámzott, krátereiben tavak gyûltek össze, völgyeit folyók mélyítették. Ám késõbb, számos folyamat eredményeként a hõmérséklet csökkeni kezdett, így a levegõ- és vízburok is átalakult. Illóanyag-tartalmuk (mindenekelõtt a víz) egy része elszökött a bolygóról, másrészt a poláris jégsapkákban gyûlt össze, továbbá nagy mennyiség raktározódott el a felszínt borító kõzettörmelék, a regolit repedésiben is, fagyott állapotban. Így kialakult egy állandóan fagyott réteg, hasonló a például Kanadában vagy Szibériában ismert permafroszthoz, amelynek alsó, illetve felsõ határmélysége egyaránt változik az éghajlatnak (s ezzel összefüggésben a „Mars-rajzi szélesség”-nek) megfelelõen (1. ábra). Ennek ismeretében a Mars kiterjedt régiói periglaciális (jégkörnyéki) területeknek tekinthetõk, amelyek alapvetõ sajátossága a fagyott víz idõszakos, felszín alatti jelenléte.
1. ábra
Ennek felszíni bizonyítékai sokfélék (2. ábra):
2. ábra
– A és B: felszín alatti jég hatására képzõdõ poligonok Alaszkában és a Marson;
– C és D: normális kráterforma a Holdon és sajátos, lebenyes kráter a Marson, amelynek folyási mintázatai azért alakulnak ki, mert a felszínközeli rétegek jeges összlete képlékeny masszává olvad a becsapódási hõ hatására, s plasztikus mozgásfolyamatok során lejtõirányba „megfolyik”;
– E és F: éles, illetve kissé elmosódott, domborzati relaxáción átesett kráterek a Marson, amelyek életlen formáit szintén a felszín alatti jéghez kapcsolódó tömegmozgások hozták létre.
A Mars felszínérõl jelenleg rendelkezésre álló felvételek felbontását, illetve a lézeres magasságmérések pontosságát figyelembe véve a jéghez kapcsolódó alakzatok közül a legjobban azon törmeléklejtõk tanulmányozhatók, amelyek szinte szoknyaként övezik a környezetükbõl kiemelkedõ táblahegyeket (3. ábra), és formakincsük leginkább a földi sziklaglecscserekéhez hasonló. A sziklagleccserek köves-jeges törmeléknyelvek, amelyek évszakosan megolvadva és újrafagyva, a gleccserekhez hasonlóan lassan lefelé „mozognak”. A marsi és földi formák számos alapvetõ tulajdonsága megegyezik: konvex (domborodó) hosszmetszetük, meredek homlokfrontjuk, plasztikus megjelenésük, valamint barázdált felszíni mintázataik egyaránt. A legjelentõsebb különbségek a mértani tulajdonságokban mutathatók ki: a marsi formák hosszabbak, vastagabbak, meredekségük pedig kisebb. Ilyen formák Földünkön igen gyakoriak az Antarktiszon, ahol a környezeti feltételek a legközelebb állnak a marsi adottságokhoz.
3. ábra
A legfontosabb kérdés, hogy – hasonlóan a földi formákhoz – mozognak-e a marsi törmeléklejtõk. A válasz ismeretében ugyanis következtetni lehet arra, hogy ma is ott található-e a jég a lejtõk felszíne alatt, vagy csupán korábbi idõszakokban keletkezett fosszilis formákat látunk. Valamint, ha ott van a jég, lehetséges-e megolvadása a jelenlegi felszíni körülmények között.
Lehatárolva azokat a marsi formákat, amelyekrõl évszakos különbséggel több felvétel is készült, úgy tûnik, hogy nincsenek éves periódusú változások. Azonban figyelembe véve kráterborítottságukat (ez ma a legjobban használható, közvetett planetáris kormeghatározó módszer), a lejtõk anyaga kétséget kizáróan sokkal fiatalabb környezetük többi felszíntípusánál. Mégis, a törmeléklejtõkön lévõ, különbözõ mértékben erodált, tehát eltérõ korú kráterek jelentéktelen mértékû alakváltozása azt jelzi, hogy azok képzõdése óta nem mozdult el a törmelékanyag. Úgy tûnik tehát, hogy ezek a marsi formák inaktívak, de az is elképzelhetõ, hogy már csak fosszilis emlékei egy más éghajlatú idõszaknak, amikor ténylegesen mûködhettek.
A földi sziklagleccserek további sajátossága, hogy szerkezetük és „finoman behangolt” mûködésük miatt rendkívül érzékenyen reagálnak a környezeti paraméterek, fõként a hõmérséklet módosulására. Ezért dinamikájukat vizsgálva következtetni lehet a környezeti változásokra. Ma azonban még nem teljesek erre vonatkozó földi ismereteink, ahol pedig terepi megfigyelések is alkalmazhatók a kutatások során. A Marson tehát még bizonytalanabb az összefüggés a periglaciális formák, a háttérben zajló folyamatok, valamint a jégkörnyéki környezet tulajdonságai és változásai között.
Mégis, a két égitest hasonló formáinak kutatása egymáshoz kapcsolódva kell, hogy folytatódjon, így ez a témakör jó példa a planetológiai kutatások kölcsönösségére, amikor a távoli égitestek vizsgálata segítheti elõ saját bolygónk alaposabb megismerését is.
(Absztrakt: #1419, #1534, #1762)
Mars: még egyszer a vízfolyásnyomokról
Bár vízfolyást eddig még senki nem látott a Marson, a 2000. év egyik legnagyobb tudományos eredményét jelentették azok a fiatal marsi formák, amelyeket minden bizonnyal folyékony víz áramlása alakított ki. Ezek a vízmosások szinte teljesen azonosak földi megfelelõikkel, formakincsük alapján három szakaszuk különíthetõ el: a lefelé szûkülõ forrásrégió, a helyenként szétágazó levezetõ csatorna, valamint a mozgatott anyag lerakásával keletkezõ hordalékkúp (8. kép).
8. kép. Egy marsi vízmosás anatómiája: forrásrégió, folyási csatorna és hordalékkúp
A Marsra jellemzõ hõmérsékleti és nyomásviszonyok között a víz + 2 oC-on forr, vagyis csak rendkívül szûk tartományban maradhat folyékony állapotban. Így nehezen képzelhetõ el, hogy lejtõirányban végigfolyik a felszínen, vízmosásokat alakítva ki. Ezért elfogadott nézetté vált, hogy a Marson valójában sekély mélységben, a felszín alatti rétegek belsejében folyik a víz, ahol a megnövekedett nyomásértékek ezt lehetõvé teszik. Másként fogalmazva, az erre alkalmas nagy porozitású kõzetrétegek belsejében vízkészlet tározódik – akár folyékony állapotban is. A vízmosások a felszínhez közeli áramlások vagy szivárgások hatására alakulnak ki, illetve gyors, váratlan folyamatok, például egy sziklaomlás eredményeként. Utóbbi esetben ugyanis felszínre kerülhetnek azon víztartó rétegek, amelyek korábban nem álltak kapcsolatban az igen kis sûrûségû légkörrel. A meginduló vízfolyás nagy része természetesen azonnal megfagy, kisebb mennyisége azonban lejtõirányban elmozdulhat, vízmosásokat alakítva ki és átáztatva a felszín anyagát. Az állékonyságukat vesztett összletekbõl sárfolyásokra emlékeztetõ formák alakulnak ki a vízmosások közelében (4. ábra).
4. ábra
A vízmosások legfontosabb tulajdonsága látszólagos frissességük, kis mértékû betemetettségük, alacsony krátersûrûségük, pontosan kirajzolódó alakzataik. Úgy tûnnek, mintha a Mars ma is aktívan képzõdõ formái lennének, reményt adva a marsi víz után elszántan kutató szakembereknek. Jól megõrzõdött formáik mellett fiatal korukat egyes felvételeken megfigyelhetõ helyzetük is alátámasztja: a szél által mozgatott homokdûnékre is rátelepülnek, vagyis azoknál nem lehetnek idõsebbek s talán csak néhány ezer évesek (5. ábra).
5. ábra
Mások viszont úgy érvelnek, hogy a Mars külsõ erõi igen kis hatékonyságúak, ezért az erózió számunkra elképzelhetetlenül lassan dolgozik. Így viszont, lepusztultságuk alapján, igen nehéz különbséget tenni a néhány száz éves, illetve a több millió éves formák között. Nem elképzelhetetlen tehát, hogy a vízmosások egy korábbi, eltérõ adottságú környezet nyomai, amelyben a maitól különbözõ éghajlati és hidrológiai feltételek jellemezték a Marsot. Figyelembe véve a bolygó forgástengelyének jelentõs ingadozásait, lehetséges, hogy jelenleg éppen szélsõségesen hideg éghajlatú idõszakában van, hasonlóan a földi jégkorszakok egyikéhez.
9. kép. Felszínre bukkanó sziklarétegbõl eredõ szivárgási-folyási nyomok a Marson
A vízmosások keletkezésének magyarázatát egyrészt globális elhelyezkedésük támasztja alá: fõként a közepes szélességeken ismertek, ahol már jelentõs lehet a regolit pórusainak jégtartalma. Másrészt tovább erõsítik a fentieket azok a felvételek is, amelyeken több hasonló forma látható egy-egy rétegekbõl felépülõ sziklafal mentén, azonos magasságban, vagyis azonos rétegbõl „táplálkozva” (9. kép). Ilyen jellegû sziklafalak a Földön is vannak, például az arktikus szigetvilág területén. Egy friss eredmény szerint a Devon-szigeten megfigyelt formák (6. ábra) kialakulásához azonban nincs szükség felszín alatti víztartó rétegek jelenlétére és felszakadására, hanem elég a forrásrégióban történõ hófelhalmozódás is. A meleg évszakban ebbõl meginduló vízfolyások ugyanis alkalmasak a vízmosások kialakítására – a Földön legalábbis. Figyelembe véve a marsi hõmérsékleti és nyomásviszonyokat, nem biztos, hogy hasonló folyamatok mûködhetnek ott is. Továbbá, a mai éghajlaton nem mindenhol lehetséges hófelhalmozódás azon marsi területek közül, ahol láthatók ilyen jellegû vízmosásnyomok. Vagyis ezen magyarázat esetén is számolni kell a Mars globális változásaival, amelyrõl igen keveset tudunk.
6. ábra
(Absztrakt: #1182, #1251, #1649, #1809)
A cikk következõ részét februári számunkban olvashatják.
| Természet Világa, | 133. évfolyam, 1. szám, 2002. január
https://www.chemonet.hu/TermVil/ https://www.kfki.hu/chemonet/TermVil/ |
Vissza a tartalomjegyzékhez