Czy pod powierzchnią Marsa wciąż jest magma? Sonda wykryła gaz nad Alba Mons

Mars uchodzi za planetę geologicznie martwą, ale nowe wyniki sondy ExoMars Trace Gas Orbiter każą w to wątpić. W Science Advances opisano krótkie wyrzuty chlorowodoru nad regionem Alba Mons, największym pod względem powierzchni wulkanem Marsa. Jednym z dwóch głównych autorów pracy jest Daniel Mège z Centrum Badań Kosmicznych PAN. Na Ziemi ten gaz towarzyszy erupcjom, ale na Marsie to na razie mocna poszlaka, nie dowód.

Wykrycia chlorowodoru przez spektrometr ACS na sondzie TGO. Niebieskie romby oznaczają obserwacje z peryhelium, rozproszone po całej planecie. Czerwone to izolowane wykrycia z aphelium, skupione na północ od wulkanu Alba Mons. Ilustracja.: Trokhimovskiy i in., Sci. Adv. (2026), CC BY 4.0

Czy Mars naprawdę wystygł?

Mars ma około dziesięć razy mniejszą masę niż Ziemia, więc szybko tracił ciepło z wnętrza. Największe wulkany powstały w erze amazońskiej, a część law i osadów wybuchowych w regionie Tharsis datuje się na zaledwie kilkadziesiąt milionów lat. Poszukiwania bieżącej aktywności, czyli śladów ciepła i zmian krajobrazu, dawały jednak wyniki negatywne lub niejednoznaczne. Nie wykryto też dwutlenku siarki, najczęściej wiązanego z erupcjami. Autorzy przypominają, że nawet na Ziemi nie każdy wulkan go emituje. Według Reutersa za potwierdzone ciała aktywne wulkanicznie uważa się dziś tylko Ziemię, Wenus i księżyc Jowisza Io.

Gaz w złym miejscu i o złej porze

Sonda TGO, wspólna misja ESA i Roscosmosu, bada atmosferę Marsa spektrometrem ACS. Przyrząd obserwuje Słońce przez atmosferę przy jego wschodach i zachodach (to tzw. okultacja słoneczna). Po pochłoniętym świetle odtwarza skład gazów na różnych wysokościach. Chlorowodór (HCl) opisano w atmosferze Marsa w 2021 roku. Pojawia się on na półkuli południowej wiosną i latem, gdy jest tam ciepło, dużo pyłu i pary wodnej. Jego źródłem jest chemia aerozoli zawierających chlor, a nie wulkany.

Tymczasem na półkuli północnej sytuacja wygląda inaczej. Mars znajduje się tam w lecie daleko od Słońca (w aphelium) i jest średnio o 30 kelwinów chłodniej niż latem na półkuli południowej. O tej porze roku HCl zwykle w ogóle nie występuje. Zespół przeprowadził więc celowe poszukiwania w marsjańskim roku 37 i połączył je z danymi z roku 35. W 78 okultacjach znalazł osiem pewnych wykryć. Wszystkie mieszczą się w wąskim pasie długości geograficznej 96–117° zachodniej, na północ i północny wschód od Alba Mons. Stężenia sięgają 1,5 części na miliard, a gaz tkwi tuż przy powierzchni. Gdzie indziej limity wynoszą poniżej 0,2 części na miliard. Kolejne wykrycia z tego samego regionu zarejestrowano w ziemskim lecie 2025 roku.

Szczeliny i lód

Autorzy sprawdzili, co leży pod miejscami wykryć. Na zdjęciach z kamer HiRISE i CaSSIS znaleźli świeże, wąskie szczeliny. Mają od kilkudziesięciu centymetrów do poniżej metra szerokości i tworzą roje długie na dziesiątki kilometrów. Ich ułożenie pasuje do pionowych żył magmowych (dajek) i uskoków typowych dla okolic Alba Mons. To jednak tylko potencjalne drogi ucieczki gazu: samych miejsc wycieku nie wskazano.

Płytki grunt jest tam bogaty w lód. Gaz z głębi może więc wydostawać się szczelinami albo zostawać uwięziony w zmarzlinie i uwalniać się, gdy lód sublimuje, czyli przechodzi ze stanu stałego wprost w gaz. Letnie ocieplenie północnej półkuli tłumaczy, dlaczego sygnał pojawia się o tej porze roku. Nie tłumaczy jednak miejsca: żaden znany proces w atmosferze nie wyjaśnia przypływu HCl akurat nad Alba Mons. Mège mówi, że rozkład wycieków od razu kojarzył mu się z wulkanizmem, ale trzeba to było wykazać. Wychwycenie garstki cząsteczek ze sporadycznego źródła porównał do szukania igły w stogu siana.

Poszlaka, nie dowód

Autorzy rozważali inne źródła. Wulkanizm błotny i rozkład nadchloranów występują w całych północnych nizinach, więc nie wyjaśniają tak lokalnego sygnału. Najlepiej pasuje lokalne źródło magmowe, ale to interpretacja, a nie bezpośredni pomiar. Kevin Olsen z Uniwersytetu Oksfordzkiego przyznaje, że natura źródła pozostaje nieznana: mogą to być po prostu zamknięte pod ziemią kieszenie gazu, a nie żywa magma. Z oszacowań wynika, że wyciek wynosi poniżej 3 kilogramów na sekundę. Autorzy zaznaczają, że nie da się tego wprost porównywać z wartościami z ziemskich wulkanów. Tracy Gregg z Uniwersytetu w Buffalo, niezaangażowana w badanie, przypomina, że komory magmowe Tharsis stygną i odgazowują się bardzo długo. Nikt nie przewiduje erupcji.

Co dalej

Jeśli źródłem jest magma, Mars zachował dość ciepła, by do niedawna podtrzymywać aktywność wulkaniczną, a być może także dziś. Mège widzi w tym zachętę do szukania życia w okolicach Alba Mons: aktywne układy hydrotermalne mogłyby dostarczać energii i osłaniać mikroorganizmy przed warunkami na powierzchni. To jednak dopiero hipoteza, bo życia tam nikt nie wykrył. Autorzy zapowiadają dalsze obserwacje w aphelium nad regionami Tharsis i Cerberus Fossae. Jeśli impulsy HCl będą wracać w tym samym miejscu i o tej samej porze, wyjaśnienie wulkaniczne zyska na wiarygodności. W pracy uczestniczyło troje badaczy z CBK PAN: Daniel Mège, Pierre-Antoine Tesson i Joanna Gurgurewicz. Ich badania sfinansowała m.in. Fundacja na rzecz Nauki Polskiej.

Źródła: