Svenskt instrument mäter Mars bortflyende vatten

Mars Express artist's impression
Mars Express
1 oktober 2004

Det svenska instrumentet ASPERA-3 på ESA:s Mars Express har levererat nya resultat som berättar hur vattnet kan ha försvunnit från den röda planeten.

Marsforskarna är numera ense om att stora mängder vatten tidigare flutit på Mars, kanske till och med i form av en ocean. En del av detta vatten finns fortfarande kvar i form av is. Relativt stora mängder har dock försvunnit under årmiljarderna.

Resultaten från det svenska instrumentet ASPERA-3 visar på en av de mekanismer som kan vara ansvarig för vattenförlusten. Professor Richard Lundin, som leder forskarteamet runt ASPERA-3, presenterade nyligen gruppens resultat i den vetenskapliga tidskriften Science.

Osynlig kometsvans

Precis som alla andra planeter bombarderas Mars av elektriskt laddade partiklar från solen, den så kallade solvinden. Denna vind, som huvudsakligen består av elektroner, protoner och heliumkärnor, nöter på den marsianska atmosfären.
– De elektriskt laddade partiklarna i solvinden kommer med en hastighet av upp till flera hundra kilometer i sekunden och "krockar" med de joniserade partiklarna som finns i den övre atmosfären, säger Richard Lundin. Resultatet blir en "planetvind" av solvinds- och atmosfärspartiklar bort från Mars, ungefär som en osynlig kometsvans.

Hur kommer vattnet in i bilden då? Jo, så länge det finns vatten på ytan så kommer en del av detta att förångas. När sedan vattenångan kommer upp till den övre atmosfären sönderdelas vattenmolekylerna i sina beståndsdelar syre och väte och joniseras sedan av solens UV-strålning. De lätta vätejonerna – protonerna – eroderas sedan lätt bort, men även för de tyngre syrejonerna är mekanismen effektiv.

Richard Lundin påpekar att trots att det nu finns tämligen lite exponerat vatten (i form av is) på ytan så tappar Mars fortfarande vatten på detta sätt.

Elektriska plattor

För att ta reda på hur stora dessa effekter är så använder ASPERA-3 bland annat en så kallad plasmamasspektrometer.
– Den består i princip av två parallella elektriskt laddade plattor och en magnet, säger Richard Lundin. Vi låter de laddade partiklarna passera mellan plattorna och sedan magneten och analyserar hur mycket partiklarnas banor böjs av fälten. På så sätt kan vi ta reda på vilka partiklar det rör sig om.

På detta sätt kan de samtidigt och globalt mäta solvindens inflöde av energirika partiklar och den planetära vinden – utflödet av partiklar från planeten.

Richard Lundins grupp har visat att solvinden tar sig djupt ner i den marsianska atmosfären.
– Tidigare har man trott att solvinden bara tog sig ner till ungefär 1 000 kilometers höjd på dagsidan. Nu kan vi se att den kan ta sig genom jonosfären och åtminstone ner till den lägsta höjd Mars Express färdas på, 270 kilometer. Det betyder att atmosfären på dagsidan är vidöppen för den här påverkan.

Det kan tyckas som om den höjd satelliter färdas på inte borde räknas som atmosfären, men så är det faktiskt. Atmosfären på den höjden är extremt uttunnad, men den finns. Och även om den är tunn så pågår det synnerligen intressanta processer där, som Richard Lundins grupp visat.

Magnetfältet avgörande

Den typ av bortnötning som den marsianska atmosfären utsätts för är inte ett problem för Jorden. På grund av vår planets starka magnetfält kommer solvinden aldrig åt att nöta på Jordens atmosfär på samma sätt.
– Förmodligen hade även Mars ett magnetfält i sin ungdom, säger Richard Lundin. Men när magnetfältet försvann började också vattnet försvinna.

De enda stället solvinden kommer åt Jordens atmosfär är vid polerna, där skyddet är som svagast. Då har ändå magnetfältet tagit udden av solvinden, så effekterna inskränker sig huvudsakligen till norr- och sydsken. Vilket ju inte är fy skam.

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.