Vedecký tím vložil do nízkotlakovej komory vzorky bahien s rôznym zastúpením vody, ktoré následne vystavil extrémnym marťanským podmienkam.
Nízkotlaková komora v britskej Open University, v ktorej prebiehali pokusy s bahnom. Na snímke je jeden zo spoluautorov Ondřej Krýza z Geofyzikálneho ústavu AV ČR. Komora umožňuje znížiť atmosférický tlak na priemerné hodnoty panujúce na povrchu Marsu v priebehu niekoľkých minút. Zdroj: AV ČR, foto: Petr Brož
Bahno na povrchu Zeme a bahno na povrchu Marsu sa správajú celkom odlišne. Príčinou je nízky atmosférický tlak, ktorý panuje na červenej planéte a spôsobuje nestabilitu vody. Niektoré bahenné výlevy preto môžu pripomínať kváskový chlieb počas pečenia. Na vysvetlenie týchto procesov sa v experimentoch, ktorých výsledky uverejnil časopis Journal of Geophysical Research: Planets, zameral medzinárodný tím vedcov, vedený Petrom Brožom z Geofyzikálneho ústavu Akadémie vied Českej republiky (AV ČR). Nové poznatky by mohli prispieť k pochopeniu dejov prebiehajúcich aj na iných telesách slnečnej sústavy.
Tok vody a bahna je ovplyvnený tlakom
Na povrchu červenej planéty je priemerný atmosférický tlak približne 160-krát slabší než na Zemi. Preto sa na ňom nemôže kvapalná voda dlhodobo vyskytovať. Ak by sa na ňom predsa len ocitla, začala by sa pod hladinou okamžite variť, samotná hladina by však, naopak, zamŕzala. Preto je pre vodu ťažké na Marse tiecť rovnakým spôsobom, na aký sme zvyknutí na Zemi. Táto skutočnosť neplatí len pre vodu, ale aj pre bahno, čo je zmes vody a malých ílovitých zrniek.
Predchádzajúci výskum pritom ukázal, že kvôli vzniku ľadovej krusty na povrchu bahna by sa marťanské bahenné prúdy mali pohybovať skôr ako láva na Havaji alebo na Islande a nie ako voda. V tom prípade by bahno tieklo pod ochranou krusty, ktorá by občas praskla, bahno by sa vyvalilo a začalo si vytvárať novú ľadovú schránku, čím by vznikli postupne sa prekladujúce časti.
„Tento záver sa týkal len bahien bohatých na vodu, ktoré veľmi dobre tečú. Nás však zaujímalo, čo sa stane, keď množstvo vody v bahne klesne. Teda ako sa budú správať zmesi, ktoré sa oveľa horšie roztekajú. To, ako by vyzerali bahenné sopky, ktoré vznikli pôsobením horšie tečúcich bahien, zostávalo zahalené tajomstvom,“ uviedol autor štúdie Petr Brož.
Nadýchané bahenné sopky
Z hustých bahien môžu bubliny unikať len veľmi pomaly alebo vôbec. Husté, pomaly tečúce bahná vystavené marťanskému tlaku sa správajú trocha ako kváskový chlieb počas pečenia. Naberajú objem vďaka vzniku veľkého množstva bubliniek.
Vedecký tím použil nízkotlakovú komoru na britskej Open University v Milton Keynes. Vložil do nej vzorky bahien s rôznym zastúpením vody, ktoré následne vystavil extrémnym marťanským podmienkam.
„Uskutočnené experimenty nám ukázali, že kým rýchlo tečúce bahná len prebublávali a ich objem bol stále rovnaký, pri bahnách chudobných na vodu začal viditeľne narastať objem. Dôvodom objemovej zmeny bola práve nestabilita vody a jej var. V bahne totiž vznikajú bubliny vodnej pary, ktoré sa snažia uniknúť. Lenže pri hustejších bahnách, ktoré majú konzistenciu kečupu alebo zubnej pasty, sa bubliny nedostávajú von ľahko,“ vysvetlil spoluautor štúdie Vojtěch Patočka z Matematicko-fyzikálnej fakulty Univerzity Karlovej.
Výskum dokazuje, že medzi správaním bahna na povrchu Zeme a bahna na povrchu Marsu sú značné rozdiely. Bahenné sopky na Marse by mali v niektorých aspektoch vyzerať inak než na Zemi. Napríklad preto, lebo niektoré bahenné prúdy, ktoré ich tvoria, budú oveľa nadýchanejšie.
Výskum ďalších svetov
„Keďže nízky atmosférický tlak sa vyskytuje nielen na Marse, ale aj na ďalších telesách slnečnej sústavy, uskutočnené experimenty nám umožňujú predvídať, ako by sa správali výlevy vody alebo bahien na ďalších svetoch, napríklad na mesiaci Európa, trpasličej planéte Ceres alebo mesiaci Enceladus. Predpokladáme, že sa tam na povrch občas dostáva väčšie množstvo vody počas procesu kryovulkanizmu. Naša práca preto pomáha pochopiť deje, ku ktorým zrejme dochádza ďaleko za hranicami Marsu, a to je na nej cenné. Pri pohľade na povrch Marsu aj iných planét budeme teraz oveľa lepšie vedieť, prečo niektoré útvary vyzerajú, ako vyzerajú, vďaka čomu budeme môcť lepšie plánovať ich výskum,“ uzatvoril Peter Brož.
Na výskume sa okrem českých vedcov Petra Broža a Ondřeja Krýzu z Geofyzikálneho ústavu AV ČR, Věry Pěnkavové z Ústavu chemických procesov AV ČR a Vojtěcha Patočky z Matematicko-fyzikálnej fakulty Univerzity Karlovej podieľali aj vedci zo zahraničných inštitúcií v Spojenom kráľovstve, Nemecku, vo Francúzsku a v Nórsku.
Zdroj: TS AV ČR
(zh)
