Marťanské bahno se může chovat jako láva, zjistili Češi

TLDR: Pokusy v nízkotlaké komoře odhalily, že bahno se na Rudé planetě pohybuje podobně jako roztavené horniny. Jde o dílek skládačky toho, jak by mohl vypadat vulkanismus na Marsu. Studie tu.

Rudá, nikoliv zelená planeta

Rudá planeta funguje na Homo sapiens tak trochu jako rudý hadr na býka! Mars láká ke kolonizaci budoucí, ale fascinuje i možnou otázkou svého hypotetického života v minulosti. A jedním z důvodů této fascinace je i fakt, že existuje i několik velkých záhad, které ohledně Marsu stále nebyly dořešeny. Jednou z nich je třeba i povaha jeho nitra.

Čím dál víc se ukazuje, že pro jednu z klíčových látek života – vodu – nemusí být klíčové ani tak podmínky na povrchu těles, jako spíše v jejich nitru. Europa, Enceladus a možná i Pluto mají zřejmě tekuté podpovrchové oceány (včetně života?) díky tomu, že mají nějakým způsobem aktivní nitro. To zajišťuje, že voda zůstane tekutá – ač je třeba chráněná tlustou vrstvou ledu.

Na Zemi vulkanismus rovněž sehrál významnou, ne-li svého času kritickou úlohu. Pomohl naplnit naši atmosféru plyny, ale také zřejmě rozehřál Zemi po období Snowball Earth. Ale co Mars?

Již půlstoletí se řeší, zdali je jeho nitro vychladlé anebo jenom v dočasném útlumu. I z objevu minulého týdne víme, že tu vulkanismus probíhal. Detekce otřesů sondou InSight naznačuje, že cosi uvnitř Marsu může stále bublat. Ale co přesně to je? A nemůžeme si náš tradiční vulkanismus splést s něčím jiným?

Tým Petra Brože z Geofyzikálního ústavu AV, s nímž jsem párkrát poseděl ve videích, zkoumal, co se stane s bahnem, když se na povrchu Marsu rozteče.To zatím nikoho nezajímalo, a přitom to může být významná indicie k tomu, zdali na Marsu probíhal bahenní vulkanismus!

Zdroj memu: Grant Gustin

Odpočívej ve vakuové komoře

I vulkanismus na různých světech ale přichází ve více příchutích. Při třeba kryovulkanismu je nitro tělesa stále relativně teplé, ale ne dost na to, aby došlo na tavení hornin tvořených křemíkem a vznik křemíkem bohatého magmatu jako v případě „tradičního“ vulkanismu na Zemi. Aktivní procesy v nitru zkrátka stále můžou probíhat – ale ne zřejmě v takové efektivitě, aby vám zahřály bazén nebo celoplanetární biom.

O tom, zdali na Marsu dominuje „pozemský“ vulkanismus aneb něco jiného, může na Marsu rozhodnout i zjištění původu tajemných vysokých kuželů rozprostřených po povrchu Rudé planety. Tyto přírodní obelisky vysoké až několik stovek metrů jsou v podezření právě jako projev vulkanismu. Otázkou však je, kterého vlastně?

Pokud na Marsu probíhá či dlouho probíhal klasický vulkanismus, jejich hmota by byla tvořená ztuhlou lávou. Pokud by ale dominoval bahenní vulkanismus, šlo by naopak o ztuhlé… bahno. To by, podobně jako v případě tryskání vody z Enceladu a Europy, na povrch mohlo vyvěrat s pomocí vody.

Kde voda vezme takovou páru[pb1] ? Brožův tým nasimuloval podmínky tlaku na Marsu s pomocí nízkotlaké komory britské Open University. Modří již možná tuší dílčí výsledek – ano, pokud jste nezachrápali ve středoškolské fyzice, asi tušíte, co voda dělá v tlaku tak nízkém, jaký panuje na Marsu. Vaří se!

Tenhle efekt můžete poznat i při vaření kávy na horách. Pokud byste si na Sněžce chtěli uvařit Turka a do vody strkali teploměr, zjistili byste, že začíná bublat už při 96°C, nikoliv při stovce. V marťanské atmosféře až 150krát méně husté je však tento efekt také mnohem silnější. Ono bahno samo na povrchu pak mrzne kvůli evaporaci, která je schopna sebrat teplo z vody a tím způsobit, že to překročí bod tuhnutí, respektive začne mrznout.

A uvnitř nízkotlaké komory se ukázalo, že efekt může být dostatečný k tomu, aby se bahno začalo co do pohybu chovat jako láva[pb2] !

Jak ukazuje video z testů výše, jemná hornina smíchaná s vodou se v nízkém tlaku šíří „terénem“ stejně tak, jako to známe z lávy na Matičce Zemi. Bahno si není s „naší“ lávou podobné jenom pohybem, ale  vznikem pevné kůrynebo opětovným vyléváním z prasklin! Je to tak významný experimentální náznak, že právě bahenní sopky můžou být na Marsu původcem záhadných kuželů.

To sice není podobné dnešní Zemi, ale na druhou stranu to rovněž naznačuje na tekutou vodu pod povrchem Marsu…

Jsme stále na počátku

Klasicky platí, že nemusí jít o definitivu. Brožova práce, jak asi tušíte, nemohla odebrat vzorky kuželů na Marsu ani rozříznout marťanskou kůru obřím megalaserem a podívat se Rudé planetě pod kapotu. Kryovulkanismus také nemusí být jediným projevem nitra Marsu. Je [pb3] velmi pravděpodobné, že dříve byl Mars mnohem aktivnější a nejen bahno tu vypadalo jako láva, ale i láva tu vypadala jako láva!

Bude však už na dalších týmech a studiích, aby se na základě těchto pokusů snažili najít minulé či současné projevy vulkanismu na Marsu. Přitom nicméně platí, že i k „mírnějšímu“ bahennímu vulkanismu je stále potřeba jisté teplo nitra – teplo, které by asi nestačilo civilizaci, ale dost dobře by mohlo stačit jednobuněčným biočichům…

Nyní se už samozřejmě nechávám trochu unést fantazií – nicméně v celém rozmanitém a dlouhém vědeckém procesu, jehož součástí je i rozlévání bahna po vakuové komoře, by čtenář mohl zapomenout na ultimátní cíl této snahy! Významný náznak, že na Marsu mohl relativně nedávno (či stále) dominovat bahenní vulkanismus, je dalším dílkem skládačky toho, kdy a jak se Mars začal lišit od Země. A to může naznačit i jeho, stejně jako naši další budoucnost.

[Ladislav Loukota, PB]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Diskuze