Artykuł o terraformowaniu Marsa napisałem i wysłałem do siedziby The Mars Society 22 maja bieżącego roku. Kilka dni później NASA opublikowała najnowsze dane dotyczące badań topografii Marsa. Po zapoznaniu się z nimi byłem wielce zaskoczony i ucieszony - mapa topograficzna udostępniona przez NASA potwierdziła moje przypuszczenia!

Gdy przyjrzyjmy się jej uważnie, możemy odnieść wrażenie, że południowa półkula planety przypomina spuchniętą twarz po silnym uderzeniu. Ogromny krater uderzeniowy: Hellas Planitia wygląda na tym tle jak wielka rana postrzałowa. Co więcej, oglądając uważnie, zauważymy że i przeciwna strona planety także nosi ślady tego zderzenia. Sądzę, że wielki masyw górski na północnej półkuli: Alba Patera został wypiętrzony poprzez przetłoczenie materiału we wnętrzu planety podczas zderzenia z dużym ciałem kosmicznym. Zaskakuje, a zarazem potwierdza to pewien fakt. Jeśli spojrzymy na globus Marsa, zauważymy że istnieje ścisła symetria obu tych formacji. Krater uderzeniowy Hellas Planitia dzieli od masywu górskiego Alba Patera, kąt poziomy równy 180 stopni. Natomiast kąt pionowy wynosi dokładnie 90 stopni.

Potwierdza to przypuszczenie, że masyw górski na północnej półkuli - Alba Patera, został wypiętrzony w wyniku wybicia wielkiego krateru uderzeniowego na półkuli południowej - Hellas Planitia. Odnosząc się do artykułu o terraformowaniu, sadzę że odpowiedź na pytanie jak silne było natężenie pola magnetycznego Marsa, możemy znaleźć poprzez badania paleomagnetyzmu próbek skał na północnej półkuli planety. (paleomagnetyzm jest to dział nauki zajmujący się badaniem ułożenia linii sił pola magnetycznego w skale podczas jej zastygania. Skała stygnąc zamraża w sobie informację o ułożeniu linii sił pola magnetycznego będącego podczas tego procesu. Pozwala to także uzyskać informację o natężeniu tego pola.)

Spróbujmy teraz przeprowadzić mały eksperyment myślowy, który pozwoli nam zrozumieć istotę różnicy budowy struktur geologicznych Marsa, takiego jakiego obserwujemy dzisiaj. Jak wiemy, południową półkulę planety opisuje się jako mało urozmaiconą geologicznie zaś stronę przeciwną jako obfitującą w bardzo różnorodne formacje geologiczne. Zadajmy sobie pytanie: dlaczego? Aby uzyskać odpowiedź musimy cofnąć się do najbardziej krytycznej chwili w historii Marsa. Zderzenia z wielkim ciałem kosmicznym, który utworzył gigantyczny krater uderzeniowy Hellas Planitia na południowej półkuli Marsa. Nazwijmy go umownie: ciałem krytycznym.

Podczas uderzenia w powierzchnię ciała krytycznego zostały wzbite w przestrzeń okołoplanetarną wielkie ilości gruzu, pyłu i gazów powstałych w wyniku gwałtownego odparowania skał. Pod wpływem siły grawitacji, której planeta nie utraciła, stopniowo opadały one na jej powierzchnię, zasypując ją rumoszem skalnym i pyłem. To również, prawdopodobnie, spowodowało całkowite zapylenie atmosfery planety odcinając dostęp do jej powierzchni promieniom Słońca. Czy przyczyniło się to również do zniszczenia istniejących tam form życia trudno jest w tej chwili odpowiedzieć. Kiedy znajdziemy przekonywujące ślady na istnienie tam życia, będziemy mogli odpowiedzieć jednoznacznie. (Jeśli potraktować meteoryt ALH 84001 jako efekt tego zderzenia i przyjąć, że znalezione na nim formy są skamieniałościami pierwotnego życia, to jest to dość przekonywujący dowód, wymagający jednakże jednoznacznego potwierdzenia - jak mówi pewna maksyma: o tym czy jest to forma życia przekonamy się gdy ją znajdziemy).

Wróćmy do eksperymentu. Gdzie miałoby opaść najwięcej gruzu i pyłu? W pobliżu miejsca uderzenia i w jego okolicy, uwzględniając oddziaływanie przyspieszenia Coriolisa i bezwładności masy pyłu. ( przyspieszenie Coriolisa - wektor; składowa przyspieszenia, oddziaływującego na ciało, będącego na powierzchni obracającej się kuli; zwrot kierunku przyspieszenia Coriolisa na półkuli północnej Ziemi jest zgodny z kierunkiem jej obrotu wokół własnej osi < w prawo > , na półkuli południowej zwrot jest przeciwny < w lewo > ).

Zatem, południowa półkula Marsa została zarzucona spadającym gruzem i pyłem. Wszystkie widoczne, poza pewnym wyjątkiem, formy geologiczne powstały na powierzchni tego rumowiska. Jaki to wyjątek? Przede wszystkim, drugi wielki krater uderzeniowy Argrye Planitia. Powstał on, prawdopodobnie w tym samym czasie co krater Hellas Planitia. Chwilę, w rozumieniu geologicznym, przed lub po uderzeniu ciała krytycznego. Pozostałe kratery uderzeniowe powstały już po lub w trakcie opadania pyłu i gruzu wzbitego podczas uderzenia ciała krytycznego. Siła uderzenia w Marsa była tak ogromna, że wywołała powstanie ogromnego pęknięcia po przeciwnej stronie planety. Jest to znana nam formacja geologiczna: rozpadlina Valles Marineris. Tzw. tereny chaotyczne, które występują w okolicy równika, to nic innego jak uskoki i pęknięcia tektoniczne będące ciągłością ww. formacji.

Wielki masyw górski, Alba Patera, to nic innego jak wybrzuszenie powstałe w wyniku przetłoczenia materiału wewnątrz planety w trakcie uderzenia ciała krytycznego. Wulkany, które obserwujemy, także prawdopodobnie powstały w wyniku tego zdarzenia. Świadczy o tym pośrednio ich budowa. Nie są one strome jak na Ziemi, kiedy powstają w trakcie gwałtownych erupcji. Wulkany na Marsie powstały w wyniku powolnego i długotrwałego wypływania magmy przez pęknięcia na powierzchni planety. Ich łagodnie pochylone stoki i gigantyczne rozmiary podstaw oraz stożków, pośrednio potwierdzają to zjawisko. Wysokość marsjańskich wulkanów świadczy o tym, że są to stosunkowo młode formacje geologiczne, nie naruszone zbytnio zębem czasu i erozji.



Błotne kratery uderzeniowe, obserwowane zwłaszcza na północ od równika, świadczą o czymś innym. Powierzchnia Marsa przez pewien okres w swej historii była bardzo niestabilna. Miała ona konsystencję przysłowiowego błotka. Dlaczego? Energia uderzenia ciała krytycznego, która spowodowała przetłoczenie materiału wewnątrz planety i utworzenie masywu górskiego Alba Patera, musiała znaleźć swoje ujście także w inny sposób. Tarcie, które powstało we wnętrzu planety, wyzwoliło ogromne ilości energii cieplnej. Jak wiadomo, pojemność cieplna każdego materiału jest skończona. Dotyczy to również pojemności cieplnej planety.

Nadmiar ciepła musiał zostać wypromieniowany przez powierzchnię planety. Było to przede wszystkim promieniowanie podczerwone, jak również prawdopodobnie, promieniowanie radiowe. Kiedy fala ciepła dotarła w podpowierzchniowe warstwy powierzchni Marsa, która była wówczas prawdopodobnie zmarzliną, zaczęła ją topić i wyzwalać ogromne masy wytopionej cieczy. Wywołało to znane nam efekty gigantycznej powodzi. Powstały wówczas formy geologiczne świadczące o gwałtownym wytopieniu się cieczy ze zmarzliny i zapadnięciu się powierzchni.

Co się stało potem z ogromnymi zbiornikami cieczy? Według mnie, zanik silnego pola magnetycznego pozbawił planetę Mars ochronnej tarczy jaką jest magnetopauza, co pozwoliło na swobodną penetrację atmosfery przez promieniowanie kosmiczne i powolne zdzieranie jej przez cząstki wiatru słonecznego. Bezwładność cieplna planety pozwoliła na to, że procesy które ukształtowały znane nam formy geologiczne trwały jakiś okres czasu. (magnetopauza - magnetohydrodynamiczna fala uderzeniowa utworzona wokół ciał o silnym polu magnetycznym, w której następuje zrównanie się natężenia zewnętrznego strumienia magnetycznego i natężenia magnetosfery planety, poniżej której w kierunku ciała przewagę ma magnetosfera ciała.)

Spowodowało to powolne tracenie gazów atmosferycznych i w konsekwencji, spadek jej masy, ciśnienia i temperatury, a poprzez utratę silnego pola magnetycznego, radykalne obniżenie dolnej granicy magnetopauzy i położenia górnej warstwy atmosfery. Uwarunkowane jest to zdolnością do utrzymania siłami grawitacyjnymi cząstek gazu o odpowiednio wysokiej temperaturze, a co za tym idzie, prędkości. Prędkość ruchu cząstek gazu musi być mniejsza niż prędkość ucieczki z pola grawitacyjnego planety. Oprócz tego uwarunkowane jest to górną granicą wysokości ponad powierzchnią ciała, przy której nie nastąpi zjonizowanie cząstek gazu. Obecny stan atmosfery Marsa wskazuje na to, iż jest to jedyny możliwy obecnie stan równowagi grawitacyjno - magnetyczno - termodynamicznej.

Krzysztof Lewandowski
30 sierpnia 1999

Literatura

1. Neukum Gerhard, Multispectral imaging of Mars, Preceedings of a workshop 'The Planet Mars', Leeds, 27 August 1982 (ESA SP-185, October 1982).

2. Wood John, Układ Słoneczny, PWN, Warszawa 1983.

Webmaster: Piotr Moskal

Ogólne pytania proszę kierować pod adres mspolska@kki.net.pl
Copyright © The Mars Society 1998