Aktuální číslo:

2021/9

Téma měsíce:

Vzdělávání

Když na Marsu sněží, je i Marťanům úzko

Divné počasí marťanských pólů
 |  17. 2. 2005
 |  Vesmír 84, 102, 2005/2

V mnoha ohledech připomíná počasí na Marsu naši Zemi. Dokonce je možné, že se první a v historii Země nejspíš největší pozemská ledová doba na sklonku proterozoika víc podobala situaci na dnešním Marsu než na současné Zemi. Na Marsu pozorujeme podobnou cirkulaci vzdušných mas jako na Zemi – v marťanských rovníkových šířkách se rovněž uplatňuje tzv. Hadleyova cirkulace, zatímco ve středních šířkách pozorujeme systém jemně se vlnících planetárních vln podobných tryskovému proudění na Zemi. Mars je pochopitelně chladnější a sušší než Země, voda v atmosféře není příliš důležitá, ale zato rozptýlený prach sedimentuje mnohem pomaleji a víc ovlivňuje teplotní strukturu atmosféry. Jenže tady někde analogie končí a za nimi se marťanská atmosféra chová vyloženě divně.

Hlavní součástí marťanské atmosféry je oxid uhličitý, který na podzim a v zimě z atmosféry vymrzá. Možná až 30 % veškerého marťanského ovzduší je v chladné části roku vázáno v podobě ledu na polárních čepičkách. Uhlíkový cyklus na této planetě je něco naprosto jiného než na Zemi a bude nutné vynalézt celé disciplíny zabývající se vznikem a rozpadem oblaků i dalších meteorologických aspektů marťanského ovzduší.

Zatímco oxid uhličitý částečně vymrzne, argon, dusík a kyslík, jež tvoří asi 5 % tamější atmosféry, zůstávají v plynném stavu i za nízkých teplot marťanské zimy. Výsledek je ten, že zimní koncentrace těchto plynů mohou dosáhnout přibližně šestinásobku letních koncentrací – tedy kolem 30 %! Důležité je, že směs plynů, která zůstane po částečném vymrznutí oxidu uhličitého, má menší molekulovou váhu (32,3 g na mol) než samotný oxid uhličitý (44 g na mol). Je pravděpodobné, že v některých depresích – kráterech a údolích – může vytvářet nestabilní inverze, ve kterých je atmosféra nabohacená kyslíkem a dalšími plyny držena pod pokličkou těžšího CO2. Nevíme, co takováto „kyslíková“ inverze může znamenat pro možný marťanský život anebo pro zvětrávání hornin. Z pozemského pohledu by se zdálo, že vůbec nic, protože povrch Marsu je právě v těchto obdobích nejvíc zmrzlý. V každém případě jde o nestabilní a asi i krátkodobý stav, který končí tím, že se hustší atmosféra prolomí do směsi plynů nabohacené argonem a kyslíkem a způsobí vertikální cirkulaci.

Kdybych byl Marťan, tak by mě víc vábil a děsil jiný jev. Ačkoliv většina oxidu uhličitého vymrzá na povrchu planety, část ho během chladné polární noci kondenzuje již v atmosféře. To už je doopravdy zima. Teprve nedávno objevil přístroj MOLA, založený na principu laserového výškoměru, pásy mraků, které jsou podle všeho tvořeny vločkami oxidu uhličitého. Oblaka nepodobná čemukoliv v celém planetárním systému sledují marťanské pláně a pohoří nebo se účastní podivných hrátek v exotických konvekčních buňkách.

Příchodem jara se míra podivnosti nemění. Člověk by si řekl – vysvitne sluníčko a oxid uhličitý prostě odtaje jako sněhový poprašek na Zemi. Jenže předpokládaná mírná sublimace CO2 se často mění v exploze plynů, které způsobují erozi, a tím vytvářejí zvláštní povrch, v němž jsou světlé zrmzlé marťanské pláně pokryty černými skvrnami po prasklých bublinách explodujících plynů, jež odkryly tmavé podloží.

V blízkosti jižního pólu byla nalezena oblast obsahující poměrně tenkou vrstvu zmrzlého oxidu uhličitého. Rozloha oblasti se sice mění, ale mnohem méně, než bychom v proměnlivých marťanských podmínkách čekali (viz Vesmír 84, 14, 2005). Zřejmě zde funguje nějaký stabilizující mechanizmus, anorganická marťanská Gáia, která zde udržuje prostředí nepřátelské k životu. Je to divná planeta a případní turisté by si měli dobře rozmyslet, do čeho vlastně lezou. (Science 306, 1298–1299, 2004)

SLOVNÍČEK

proterozoikum – na sklonku starohor před asi 1,0–0,6 miliardy let se Země poprvé a naposledy několikrát změnila v ledovou kouli, ve které byl pravděpodobně zamrzlý i světový oceán; jev byl nejspíš způsoben náhlými změnami obsahu skleníkových plynů

Hadleyova buňka – George Hadley v roce 1735 navrhl, že na Zemi existují dva základní systémy proudění – pro každou polokouli jeden – ve kterých při povrchu proudí vzdušné masy směrem k rovníku a ve vyšších vrstvách atmosféry směrem k pólům; později byl systém Hadleyových cel rozšířen

konvekční buňka – představte si šálek čaje, ve kterém horká kapalina proudí k povrchu, ochlazuje se a zase klesá; to je konvekční proudění

Gáia – hypotéza, podle níž si Země samotná pomocí složitých vazeb mezi organizmy a geochemickými cykly významných prvků utváří své klima a zmírňuje jeho extrémy (viz Vesmír 70, 545, 1991/1073, 236, 1994/4); na Marsu snad funguje podobný mechanizmus, ale kupodivu na „nerozumném“ anorganickém základě

Ke stažení

O autorovi

Václav Cílek

RNDr. Václav Cílek (*1955) vystudoval geologii na Přírodovědecké fakultě UK. V Geologickém ústavu AV ČR, v. v. i., v Praze se zabývá zejména geologií kenozoika. Je autorem nebo spoluautorem četných úspěšných knih. Z posledních let např. Co se děje se světem (2016), Evropa, náš domov (2018), Krajiny srdce (2016), Podzemní Čechy (2015), Poutník časem chaosu (2017), V síti paměti uvízl, slunce se ptal (2016), Nové počasí (2014) a mnohé další.
Cílek Václav

Doporučujeme

Záhada zhasínající hvězdy vyřešena

Záhada zhasínající hvězdy vyřešena

Záhada velkého pohasnutí Betelgeuze (Vesmír 100, 106, 2021/2) se zdá být více méně rozřešena. Důležitým klíčem byla pozorování povrchu hvězdy...
Převrácená výuka a nová role učitele

Převrácená výuka a nová role učitele

Zdeněk Hurák  |  6. 9. 2021
Co je a co určitě není převrácená výuka? Jaké jsou její cíle? Pokusím se vyvrátit několik oblíbených mýtů a nabídnu vlastní učitelské zkušenosti...
O myších (v podzemí) a lidech

O myších (v podzemí) a lidech uzamčeno

Radim Šumbera  |  6. 9. 2021
Čtenář dobrodružné literatury ví, že pro člověka a jeho žaludek byla důležitá velká zvířata, zejména savci. Vzpomeňme na lovce mamutů, indiány a...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné