Mars je … špinavý. Proč je na Marsu tak prašno?

Rudá planeta se ráda halí do mračen prachu. Proč je na ní daleko prašněji než na Zemi? (délka blogu 3 min.)

Jedním z největších nepřátel pozemských sond na Marsu není mráz nebo nízký atmosférický tlak. Ukázalo se, že je jím … prach. Rudá planeta je špinavá.

Je to ale úplně jiný druh špíny, než jakou  známe ze Země. Jedná se o nespočetná, velice malá zrnka načervenalého prachu. Prach je prakticky všude a pokrývá velkou část planety. V některých oblastech tvoří jen efektně vypadající duny, v jiných dokonce silné souvislé nánosy. Občas se zvedá do atmosféry Marsu (o “vzduchu” se tu nedá mluvit, na to je jeho atmosféra moc řídká a obsahuje úplně jiné plyny). Nedávno přinutil k dočasnému spánku jeden z roverů, které už několik let zkoumají Rudou planetu - Opportunity. Ten totiž využívá jako zdroje energie solární panely, které během prachové bouře nedostávají dostatek světla.

Proč je ale na Marsu tolik prachu, zatímco na Zemi je ho méně? Důvodů je hned několik. Prach například neustále padá z nebe.

Naše Země ho ročně nasbírá ze svého okolí kolem 40 000 tun. Může se zdát, že je to úctyhodné množství - a skutečně tomu tak je. I když v průměru ale na zemský povrch padá jen zhruba jedno zrnko na čtvereční metr - za dobu trvání existence planety se na Zemi sneslo opravdu velké množství vesmírného prachu. Mars na tom musí být podobně.

Proč se ve vesmíru práší?

Prachové částečky vznikají hned několika způsoby. Některé hvězdy (rudí obři) ztrácejí hmotu (která se syntetizovala v jejich nitru) díky vývojovým změnám objemu. Během jedné z fází svého života se takové hvězdy extrémně “nafukují”. Zvětšení poloměru znamená také snížení gravitace na jejich povrchu. Chemické prvky, které se ve hvězdě během jejího vývoje nahromadily (například uhlík, křemík, aj.) pak za určitých okolností mohou hvězdu opustit v podobě miniaturních prachových částeček.

Vědcům se nedávno podařilo sledovat hvězdu s vysokou vlastní rychlostí - ta za sebou táhla znatelný ohon z poztráceného prachu.

Jiné prvky (těžší než železo) se do vesmírného prostoru dostávají například díky explozím supernov. Při výbuchu těchto původně velice hmotných hvězd se na konci jejich života vymrští do okolního vesmíru značná část jejich hmoty - a vytvoří efektní prachoplynné mlhoviny.

Gravitace a elektromagnetické síly se u vesmírného prachu starají o to, že se mikročástečky spojují do větších konglomerátů. Je logické, že se nejvíce prachu koncentruje tam, kde je nejvíce hvězd - v ramenech galaxií. Na následujícím obrázku je zachycen prach galaxie v Andromedě.

Originální marsovský prach

Výzkumy ukázaly, že i na Marsu, stejně jako na Zemi bylo před několika miliardami roků značné množství vody a jeho atmosféra musela být daleko hustší než dnes. Znamená to zároveň, že jeho horniny zvětrávaly působením přírodních živlů stejně jako se to děje dodnes na Zemi. Tvořily pak usazeniny a naplaveniny. Poté, co Mars vodu ztratil, tyto zvětralé zbytky minerálů vyschly. Zbytek marsovské atmosféry pak může tyto malé částice volně přemisťovat z místa na místo.

V pozdějším suchém klimatu se nový prach tvoří nejspíše už jen mechanickou cestou - rozmíláním horniny na menší zrnka. Jelikož období, kdy měl Mars k dispozici tekutou vodu, netrvalo dlouho, je většina dnešního marsovského prachu nejspíše výsledkem eolických (větrem způsobených) procesů.

Největším producentem prachu byly na Marsu nejspíše vulkány. Dnes jsou marsovské vulkány vyhaslé - v minulosti na Rudé planetě ale díky vulkanické činnosti vyrostla nejvyšší hora Sluneční soustavy - Olympus Mons.

Sucho a prašno

Otázku, proč je na Marsu vlastně tolik prachu, zodpovídá už zmiňovaný fakt: na Marsu panuje extrémní sucho.

Na Zemi se v atmosféře kolem nepatrných prachových zrnek tvoří z vodních par maličké vodní kapky, které pak rostou a snášejí se v podobě deště na pevný povrch. Částečky prachu jsou v nich logicky uzavřené a jsou tak z atmosféry doslovy vymývány.  

Na Marsu to není možné - nebo se to alespoň neděje ve velkém, tak jako na naší planetě. Mars nemá dostatek vody - jemňoučký prach, který se dostal do atmosféry, se v ní udrží daleko delší dobu než by tomu bylo na Zemi.

Prachové bouře a jejich zásobárna

Na Rudé planetě se nachází velké úložiště volného prachu,  jak nedávno zjistili vědci z týmu Lujendra Ojha z John Hopkinsovy univerzity v Baltimore. Je jím formace s poetickým názvem Medusae Fossae, což v překladu znamená Medúziny příkopy.

Oblast se nachází blízko marsovského rovníku. Je dlouhá kolem 5000 km. Nachází se v ní odhadem 1 400 000 km3 lehkého a sypkého materiálu. Nedaleko Medúziných příkopů se nachází vulkanické oblasti Tharsis a Elysium - oblasti, které byly s největší pravděpodobností zdrojem tohoto prachu.

Analýzou složení prachu v různých místech na Marsu zjistili vědci, že jeho většina musí pocházet právě z Medúziných příkopů. Marsovský prach má na celé planetě o něco vyšší koncentraci síry a chloru než samotná hornina, která tvoří povrch planety. Chemické složení tak odpovídá materiálu v Medúziných příkopech.

Zatímco hraje prach na naší vlastní planetě spíše podružnou roli, na Marsu je jednou z nejdůležitějších komponent. Způsobuje například barvu nebe a východů a západů Slunce. Zatímco na Zemi je běžně nebe modré a západ Slunce naoranžovělý, na Marsu je to díky prachu v atmosféře přesně naopak.

Stavu, kdy se do atmosféry Marsu dostane větší množství prachu se říká prachová bouře. Marsovská varianta se ovšem nedá srovnat s pozemskou. Marsovská prachová bouře může zahalit celou planetu a znatelně snížit intenzitu slunečního záření, které dopadá na povrch. Na Rudé planetě pak panuje nejen přítmí - jev způsobuje také její znatelné ochlazení.

Zdroje: NASA, spektrum.de,https://www.nature.com/articles/s41467-018-05291-5#Ack1