NASA: Solstorme kan have blæst atmosfæren væk fra Mars

Mars er en kold og tør ørkenplanet, men engang var planeten varm og våd. Mars havde en tæt atmosfære, der var med til at holde på varmen og på det flydende vand på overfladen.

Nu er atmosfæren stort set væk, og målinger fra NASA-sonden MAVEN viser, at solstorme kan have gjort et betydeligt indhug i den. Det ser ud til, at det ikke blot er den jævne strøm af ladede partikler fra Solen (solvinden), men snarere voldsomme eksplosion på Solen, der har haft den største betydning for at blæse atmosfæren væk fra Mars, skriver en gruppe MAVEN-forskere i en videnskabelig artikel i tidsskriftet Science.

I godt et år har MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) kredset om Mars, og da Solen 8. marts 2015 sendte en koronal masseudkastning – en stor sky af elektrisk ladede partikler – i retning af Mars, var MAVEN klar til at måle virkningerne af den.

Her blev det tydeligt, at solstormen fik tyndet lidt ekstra ud i de sørgelige rester af Mars-atmosfæren.

»De har været heldige at fange en solstorm, og de kan se, at det er en meget voldsom begivenhed på Mars,« siger Morten Bo Madsen, der er lektor og Mars-ekspert på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet. Han har ikke været involveret i det nye studie.

»Det ser overbevisende ud. Det lader til at være rigtig fine data, forskerne har fået. De kan se, at der ved en solstorm forsvinder meget mere af atmosfæren, end det er tilfældet ved den vedvarende erosion fra solvinden.«

Solen har været skyld i klimaforandringerne

Solstormen ramte Mars med en hastighed på 825 km/s, og de elektriske og magnetiske felter, som de energirige, ladede partikler fra Solen skabte, trak elektrisk ladede atomer og molekyler væk fra Mars.

Ilt og kuldioxid blev revet væk fra planeten med en fart af mere end et kilogram i sekundet, og det er cirka 15 gange så meget, som forlader planeten under normale omstændigheder.

Tidligere i Solsystemets historie var Solen sandsynligvis mere aktiv, og de talrige og voldsomme solstorme kan have været drivkraften i fjernelsen af atmosfæren fra Mars allerede tidligt i planetens historie. Dermed kan de have forårsaget de massive klimaforandringer på Mars.

Et magnetfelt beskytter atmosfæren

Det var dog ikke sket, hvis Mars havde haft et magnetfelt, der kunne skærme planeten og dens atmosfære mod partiklerne fra Solen. Sådan et har vi på Jorden, hvor magnetfeltet er drevet af bevægelser i klodens flydende metalliske kerne.

Mars havde også en indre dynamo engang, men den gik i stå for mere end fire milliarder år siden, hvor de indre strømme ikke længere kunne opretholde det kraftige magnetfelt. Derfor har Mars ikke noget magnetfelt af betydning i dag.

»Mars har mistet en stor del af sin atmosfære ret tidligt, sikkert hurtigt efter at planeten mistede sit magnetfelt. Da det skete, blev atmosfæren meget mere åben for angreb, så at sige. Men hvis det ikke havde været for solstormene, havde atmosfæren sikkert været meget tættere i dag. Måske dobbelt så tæt, måske 10 gange tættere,« fortæller Morten Bo Madsen.

Mars har også nordlys

Sporene efter det forhistoriske magnetfelt finder man dog stadig i klipperne i planetens grundfjeld. De er nemlig stadig en smule magnetiske. De røber det fortidige magnetfelt på samme måde, som man på Jorden kan finde spor efter fortidens magnetfelt og kan sige, at magnetfeltet har vendt sig fra tid til anden.

En anden videnskabelig artikel i samme nummer af Science handler om lysfænomener på Mars. På Jorden kan vi opleve polarlys – nordlys og sydlys – når partiklerne fra Solen rammer molekyler højt oppe i atmosfæren. Lidt i samme retning foregår processerne på Mars. Målingerne fra MAVEN viser, at solvindens sammenstød med atmosfæriske molekyler faktisk også giver lysfænomener på den røde planet.

Omkring vores klode afbøjes solpartiklerne af Jordens magnetfelt og kommer kun ind i atmosfæren omkring polerne. På Mars er atmosfæren meget tynd, og der er kun de svage magnetfelter fra klippegrunden til at koncentrere partiklerne fra Solen.

Derfor bliver det kun til svagt, ultraviolet lys, der er mere diffust og jævnt fordelt på planeten, end det er tilfældet for polarlyset på Jorden.

Øvrige resultater: Interplanetarisk støv og ilt i atmosfæren

En tredje Science-artikel fortæller, at MAVEN har detekteret støvkorn i mikrometer-størrelse over 1.000 kilometer over Mars-overfladen. Forskerne mener ikke, at støvet kan stamme fra Mars eller fra en af planetens to måner, så de konkluderer, at der må være tale om interplanetarisk støv.

I den fjerde og sidste MAVEN-artikel i den nye udgave af Science fortæller forskerne om variationer i Mars’ øvre atmosfære. Her er MAVEN nemlig dykket ned et par gange, og det viser sig, at tætheden af den øverste del af atmosfæren varierer en hel del, og at der i øvrigt er lidt mere ilt end forventet deroppe.