Student World

Pokud pomineme Saturnův měsíc Titan, je v posledních letech jasně nejpopulárnějším nebeských tělesem Mars. Robotičtí průzkumníci dokáží proniknout nejen do chladných pustin Rudé planety, ale i na titulní stránky denního tisku. Webové servery NASA se v takových okamžicích potýkají s přívalem milionů zájemců. Jména Pathfinder, Sojourner, Spirit či Opportunity zaznamenal jistě i ten, kdo se o astronomii nijak speciálně nezajímá.
Hlavní pozornost se již tradičně věnuje otázce možného marťanského života. K tomu se samozřejmě vážou související otázky: Opravdu na Marsu tekly řeky? Byla planeta skutečně teplejší a měla hustší atmosféru podobnou té pozemské? Je v atmosféře Marsu methan a kde se tam bere? Říkají meteority z Rudé planety něco o možnosti marťanského života? A hlavně – kdy se všechny tyto děje odehrály? Tato otázka je vůbec dosti zásadní a přitom často opomíjená. Určitě však není jedno, zda se Mars proměnil v chladnou poušť před sto tisíci lety, milionem let či miliardou. V následujícím rozhovoru se proto pokusíme vnést do vývoje Rudé planety trochu systematičnosti a také ukázat, co je v současné době ověřeným faktem, co hypotézou a co spíše fantasmagorií.

Odpovídá Mgr. Pavel Koten, PhD
Vystudoval astronomii na MFF UK, zde později i postgraduální studium. Pracuje v Astronomickém ústavu AV ČR, kde se zabývá studiem meteorů a meteorických rojů. Zkoumá záření meteorů v atmosféře, strukturu meteorických částic a rozdíly mezi jednotlivými meteorickými roji. Kromě vědecké práce se věnuje i popularizaci astronomie, zajímá se rovněž o kosmické technologie a lety do vesmíru.

Jak dnes po posledních misích k Marsu vidí seriózní věda minulost a současnost této planety?
Mars je dnes nehostinnou, suchou a chladnou planetou. Průměrná teplota na jeho povrchu je přibližně -55 ºC, navíc s velkými teplotními výkyvy (extrémně na pólech, kde se teplota pohybuje mezi -130 a 30 ºC). Tlak na povrchu planety je velmi nízký, srovnatelný s tlakem ve výšce 30 km na Zemi. Řídká atmosféra je tvořena převážně oxidem uhličitým (95,3%), kyslíku je zde skutečně jen malý zlomek (0,15 %). Nicméně v dávné minulosti se Mars naší Zemi podobal mnohem více.

Bylo na Marsu v minulosti opravdu dost vody v kapalném stadiu, nebo jsou „řeky"spíše výlevy související s jednorázovými katastrofickými událostmi, třeba erupcemi nebo kolizemi Marsu s dalšími nebeskými tělesy?
Existují zřetelné důkazy o tom, že na Marsu probíhala eroze vlivem proudění kapalin, ať už se jedná o velké záplavové oblasti nebo říční systémy. Dokazují to například snímky vrstevnatého terénu pořízené sondou Mars Global Surveyor či docela nedávné výsledky mineralogických experimentů provedené roverem Opportunity. Zdá se ale, že se jednalo o relativně krátké období, navíc trvající ve velmi dávné minulosti. Stáří erozních kanálů je totiž odhadováno na 4 miliardy let a eroze se zřejmě zastavila před 3,5 miliardou let. Navíc je třeba dodat, že hovoříme-li o kapalinách, nemusí se nutně jednat o tekutou vodu, ačkoliv ta je nejpravděpodobnější variantou. Jiná z teorií ovšem hovoří i o tekutém oxidu uhličitém.
Na základě nových dat pořízených sondou Mars Express se někteří vědci domnívají, že nalezli zamrzlé moře v těsné blízkosti rovníku. Před sublimací je led chráněn tenkou vrstvou sopečného popela a prachu. Stáří moře je odhadováno jen na několik miliónů let. Zřejmě se jednalo o náhlou a krátkou lokální záplavu vodou z podzemí, která se na povrch dostala například vlivem vulkanické činnosti. Takové záplavy se v historii planety zřejmě mohly opakovat mnohokrát.

Měl Mars v minulosti hustší atmosféru, eventuálně atmosféru jiného složení?
Podle řady důkazů se zdá, že klima na Marsu bylo ve skutečnosti opravdu v dávné minulosti velmi odlišné od současného stavu. Je pravděpodobné, že teplota zde byla vyšší a umožňovala minimálně sezónní výskyt tekuté vody a snad i přeháněk. Toto příznivější období zřejmě skončilo v době před 3,5 miliardami let (viz má předcházející odpověď), kdy alespoň část těkavých látek z atmosféry unikla do kosmického prostoru.

A samozřejmě obligátní otázka: Pravděpodobnost života.
To je velmi těžká otázka. Lidstvo by si samozřejmě přálo, aby byly objeveny pozůstatky alespoň určitých forem primitivního života. Jsem k tomu ale poměrně skeptický. Víme, že na naší planetě se první stopy života objevují v době před 3,5 až 4 miliardami let. Tedy právě tehdy, když se podmínky na Marsu začaly měnit k horšímu (alespoň tedy z hlediska života), takže na evoluci zde nejspíše nebylo příliš mnoho času. Kromě toho je nutné mít na paměti, že ani předtím zde nejspíš nebyly tak příznivé podmínky jako na Zemi. Na druhou stranu – velmi primitivní formy to stihnout mohly.

Těžko ale předpokládat, že by se zde mohly po miliardy let současných nehostinných podmínek také udržet, že?
To je opravdu těžké si představit. Nicméně o tom můžeme samozřejmě spekulovat. Pokud zde ještě před několika milióny lety existovala v podzemí tekoucí voda (a tedy teplo), je šance, že v těchto podmínkách mohly některé mikroorganizmy přežít. Vždyť na naší planetě byly nalezeny i v opravdu extrémních podmínkách.

A co pozemské bakterie na Marsu? Mohly se tam dostat s nějakými sondami a pak tam přežít?
Na Mars se mohly dostat i pozemské baktérie, ačkoliv se státy, které na Rudou planetu posílají kosmické sondy, důsledně snaží o jejich sterilizaci. Připomeňme baktérie Streptococcus mitis, které přežily 3 roky v tvrdých podmínkách kosmického prostoru na povrchu Měsíce. Dostaly se sem na sondě Surveyor 3 v roce 1969 a zpět na Zemi je uvnitř kamery této sondy přivezla posádka Apolla 12 o tři roky později.

Co způsobilo, že se podmínky na Marsu před 3,5 miliardami let tak změnily? Respektive, proč tam tehdy bylo tepleji, když slunce přitom dodávalo méně tepla?
Změna nemusela být příliš drastická, spíše probíhala pomalu. Protože tehdejší atmosféra byla hustší, fungoval zde skleníkový efekt a planeta byla teplejší. Zároveň ale částice vzduchu unikaly do kosmického prostoru. To se děje i na Zemi, ale vzhledem k menším rozměrům Marsu je zde úniková rychlost významně nižší, a tudíž ztráta atmosféry probíhala rychleji. Podobně jako na naší planetě byla i tady atmosféra „doplňována“ vulkanickou či tektonickou činností. Ta ale na Marsu postupně ustala. Řidší atmosféra a méně skleníkových plynů způsobilo ochlazení.

Nakolik je zásadní zjištění, že v atmosféře Marsu se nachází metan?
Metan byl skutečně nedávno kosmickými sondami detekován. Oblasti jeho výskytu se dokonce překrývají s oblastmi pravděpodobného výskytu vody! To samozřejmě hned vyvolává domněnky o biologickém původu metanu. Vědci jsou ovšem v současné době nakloněni spíše myšlence, že zdejší metan vzniká nebiologickými procesy.

Co jsme zjistili studiem meteoritů pocházejících z Marsu?
Na Zemi bylo skutečně nalezeno několik meteoritů, které pocházejí z Marsu. Určitě nejslavnějším z nich je ALH84001. V roce 1996 bylo oznámeno, že při rozboru tohoto meteoritu byly uvnitř nalezeny stopy přítomnosti dávných mikroorganismů. Ačkoliv tento nález vyvolal značné kontroverze, většina vědecké komunity se domnívá, že předložené důkazy nejsou právě přesvědčivé.

Zabýváte se meteority? Lze říci, že meteority a komety byly pro dávnou Zemi podstatným zdrojem organických látek?
V době krátce po vzniku Sluneční soustavy byly všechny vnitřní planety poměrně intenzivně bombardovány tělesy typu komet a asteroidů. Poslední takové bombardování skončilo asi před 3,8 miliardami let. O kometách víme, že jsou tvořeny směsí ledů, nejvíce pak ledu vodního. Představa, že právě komety dopravily na Zemi vodu, je poměrně široce akceptována. Rovněž sem mohly dodat primitivní organické sloučeniny, které se pak staly základem pro vznik života na naší planetě.

Za nadějné kandidáty pro přítomnost života se pokládá Europa a Titan. Co o těchto měsících dnes víme?
Na Jupiterově měsíci Europa se s největší pravděpodobností vyskytuje podpovrchový slaný oceán – alespoň to vyplývá to z výsledků měření získaných sondou Galileo. Tento oceán je přikrytý vrstvou ledu o tloušťce desítek až stovek kilometrů. Na Saturnově měsíci Titanu jen před několika měsíci přistála sonda Huygens. Z prvních zveřejněných výsledků je zřejmé, že zde občas skutečně prší metan, jak se původně předpokládalo. Existují zde říční koryta, která se vlévají do jezer. Tekutý metan se podle všeho nachází jen několik centimetrů pod povrchem. V husté atmosféře Titanu přitom neexistuje koloběh metanu podobný koloběhu vody v zemské atmosféře, protože se metan rozkládá vlivem ultrafialového záření. Musí tedy vznikat znovu a znovu. Vědci se ovšem nedomnívají, že by byl produktem živých organismů.

Úplná verze tohoto rozhovoru vyjde v časopisu VTM-Science. Tištěný rozhovor bude obsahovat i úvahy o dalších kosmických letech a možnostech kolonizace Marsu.

autor Pavel Houser