Kao da misterija sa metanom nije dovoljna, sada znamo da na Marsu takođe postoje i drugi gas koja se pojavljuje i nestaje: kiseonik. Osetljivi instrument SAM na roveru 'Curiosity' proveo je više od 5 naših godina – oko 3 Marsove godine – detaljno mereći sastav atmosfere u krateru Gejl. Kako period analize obuhvata nekoliko krugova Crvene planete oko Sunca, to nam je omogućeno da jasno uočimo sezonski obrazac. Prva od tih varijacija, koju su prethodno nejasno detektovale druge sonde, bio je metan. Zapravo, 'Curiosity' je otkrio metan i, sem toga, otkrio da on sezonski varira. Problem je u tome što je metan sa sigurnošći utvrdio jedino 'Curiosity', dok ga evropska sonda 'ExoMars TGO' nije uspela da 'namiriše' iz orbite. Zašto? Pa, još uvek nismo sigurni, iako postoje brojne hipoteze.
Neviđena fora za istraživanje površine nekog nebeskog tela: gađaš laserom, stena počne da isparava, a ti spektroskopom analiziraš paru! Kada sam nedavno pisao o sovjetskoj misiji 'Fobos' iz 1989, naveo sam da su naučnici planirali da to isto urade ali iz kosmosa, nisko leteći iznad Fobosa...!
Slučaj kiseonika je drugačiji. Za početak, već smo od ranije znali da taj elemenat može da se nađe na Crvenoj planeti. Dve sonde 'Viking'[1] su još 70-ih godina odredile sastav Marsove atmosfere s vrlo velikom preciznošću, pa su čak otkrili i kiseonik, iako je neodređenost podataka o ovom elementu bila ogromna. Instrument SAM je izmerio osetljivu Marsovu atmosferu mnogo preciznije i potvrdio da se sastoji od 95,1% – u zapreminsko procentu a ne težinskom – ugljenikovog dioksida (sonde 'Viking' su izmerile 95,3% CO2). Preostalih 5% se deli između 2,59% molekularnog azota, 1,94% argona, 0,058% ugljen-monoksida ... i 0,161% molekularnog kiseonika. Očito je prisutnost kiseonika upečatljiva jer ga svi smatramo biomarkerom, odnosno elementom povezanim sa životom. Ali pre nego zamislimo male zelene ljude – ili bolje rečeno, zelene mikroorganizme – moramo da budemo oprezni.
Razlike u koncentraciji kiseonika u atmosferi Marsa između 2012. i 2017. mereno u krateru Gejl.
Jer na Marsu postoje mnogi abiotski hemijski mehanizmi koji mogu da stvore male količine kiseonika. Nije iznenađujuće da je površina Crvene planete bogata oksidirajućim supstancama – kao što su perhlorati – sposobni da oslobađaju kiseonik posredstvom određenih hemijskih reakcija bez potrebe da se bilo kakva živa bića uvode u jednačinu. I, kao što vidimo, količina kiseonika u Marsovoj atmosferi je potpuno zanemariva (iako mnogo veća od one metana, koja iznosi 0,00000004%). U svakom slučaju, pre nego što zaboravimo na ovu temu, prvo što bi trebali da učinimo jeste da identifikujemo te abiotske uzroke da bismo isključili mogućnost suočavanja s nekom zanimljivom pojavom. Tajna Marsovog kiseonika nije u prisutnosti ovog elementa, već u tome na koji način njegova koncentracija varira tokom jedne Marsove godine. 'Curiosity' je otkrio da nivo kiseonika u proleće i leto poraste i do 30%, što je obrazac koji se ponavljao u poslednje 3 Marsove godine.
Promene u Marsovom atmosferskom pritisku tokom tri godine.
Da bi razumeo ovo pitanje, zapamti da je Marsova atmosfera podvrgnuta vrlo jakim sezonskim promenama atmo-pritiska usled ciklusa sublimacije ugljen-dioksida u polarnim kapama. Te kape imaju toliko ugljen-dioksidnog leda da se atmosferski pritisak smanjuje kada se one formiraju. Moglo bi se pomisliti da će nastanak severne ledene kape nadoknaditi sublimaciju CO2 u južnoj kapi i obrnuto, održavajući pritisak konstantnim. Ali to nije slučaj, jer na Marsu godišnja doba nisu simetrična usled relativno velike ekscentričnosti njegove orbite, zbog čega su leta na južnoj polulopti toplija od onih na severnoj polutki. Taj se efekat ogleda u sezonskoj promenu pritiska od 30%. Ovom ciklusu moramo dodati promene pritiska do 10% između dana i noći, iako nas ta varijacija ne zanima kada je u pitanju razumevanje Marsovog kiseonika (za poređenje, globalni zemaljski atmosferski pritisak je u principu konstantan).
Promene nivoa argona, azota i kiseonika tokom Marsove godine. Može da se vidi da kiseonik ne prati doslovno promene druga dva gasa.
'Curiosity' je, kako se i očekivalo, dokazao da azot i argon prate sezonski obrazac promene ugljenikovog dioksida, pa su varijacije u procentu tih gasova u atmosferi povezane sa nastankom polarnih kapa, nešto što su već ranije precizno utvrdile sonde 'Viking'. Ili, rečeno drugim rečima, ukupna količina ova dva gasa se ne menja, već samo količina ugljen-dioksida. Za razliku od azota i argona, kiseonik je vrlo reaktivna supstanca koja ima tendenciju da brzo nestane ako nema izvora koji je odgovoran za njegovo stalno stvaranje. Koncentracija Marsovog kiseonika se menja drugačije od koncentracije argona i azota - tačnije, količina kiseonika varira između 1300 i 2200 ppmv (zapreminskih delova na milion) - što je samo po sebi neverovatno, ali najvažnije je to da ukupna količina kiseonika varira, tako da mora da postoji neki mehanizam koji ga vrlo brzo stvara i uništava.
Koncentracija kiseonika i metana u krateru Gejl.
Dakle, odakle dolazi taj kiseonik? Ne zna se. Ono što su naučnici isključili jeste da dolazi iz fotodisocije vode: u Marsovoj atmosferi bi trebalo da bude pet puta više vode nego što je sada ima da bi se tako objasnila pojava toliko kiseonika. Mnoge hipoteze o stvaranju kiseonika nisu u stanju da objasne drastične promene u njihovoj koncentraciji. Na primer, brzina fluktuacija kisika odbacuje ugljen-dioksid kao mogući izvor. Slično tome, perhlorati iz Marsovog regolita ostaju dobri kandidati za objašnjenje porekla kiseonika, ali predloženi mehanizmi – poput ultraljubičastog zračenja – nisu dovoljno brzi. Zanimljivo je da podaci sugerišu moguću vezu između mehanizama koji stvaraju kiseonik i metan. Ako se potvrdi ova veza – koja možda i nije stvarna – suočili bismo se s mnogo zanimljivijim fenomenom. Nemoj da zaboraviš da su podaci 'Curiosityja' vrlo precizni, ali istovremeno i vrlo lokalni. Moraćemo da vidimo kakve će rezultate dobiti druge sonde – počevši od 'TGO' – kako bismo započeli s rešavanjem ove dvostruke misterije.
Možda je ovo krivac?
[1] Postoji strašna e-knjiga o tome. Počinje ovako: Bio je to ubedljivo najambiciozniji program za proučavanje Marsa u to vreme u svetu. Nasin program je podrazumevao lansiranje dva identična kosmička aparata – "Viking 1" i "Viking 2", koji su imali zadatak da sprovedu istraživanja i sa orbite i sa površine Marsa, a naročito da pokušaju da nađu tragove života u uzorcima tla. Svaki se "Viking" sastojao od dva aparata: orbitera i lendera. Pošto je ova godina jubilarna, neka to bude zgodan povod da uporedimo tehnološke i sve druge aspekte ovog, po mnogo čemu istorijskog poduhvata, sa našim današnjim sličnim pokušajima.
, 
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
