Mars se začíná otáčet rychleji než dřív
Nejnovější rozbory dat z misí NASA ukazují něco překvapivého: rudou planetu už nelze označovat za mrtvou. V jejím nitru se něco pohybuje, přesouvá hmotu a doslova natahuje kosmické „hodinky" Marsu.
Od dob sond Viking v 70. letech vědci měří rychlost rotace Marsu s mimořádnou přesností. Výsledky posledních desetiletí odhalují jasný trend – planeta se otáčí stále rychleji a její den se nepatrně zkracuje.
Marťanský den se zkracuje přibližně o 7,6 × 10⁻⁴ milisekundy ročně. Jde o zlomek tisíciny milisekundy, ale trend je stabilní a opakovaně potvrzený.
Pro člověka jde o změnu naprosto nepostřehnutelnou. V geologickém měřítku však takový efekt vyžaduje zásadní přesuny hmoty uvnitř planety. Fyzika je v tomto ohledu neúprosná: pokud se část hmoty přiblíží k ose otáčení, moment setrvačnosti klesne a planeta se začne točit rychleji. Přesně stejný princip využívá krasobruslař, který přitáhne paže k tělu, aby provedl rychlejší pirouetu.
Na Marsu to znamená jediné: hmota v nitru planety se přesouvá způsobem, který dosud nebyl dostatečně doceňován. Aby tým z Delftské univerzity technologie a Utrechtské univerzity pochopil, co se skutečně děje, propojil gravitační data z orbitrů se seismickými záznamy mise InSight. Výsledek geofyziky pořádně zaskočil.
Pod Tharsis se vznáší obří „bublina" lehčí než okolní horniny
Klíč k záhadě leží pod Tharsis – mohutnou sopečnou plošinou, která svou rozlohou přibližně odpovídá Africe. Právě zde se tyčí Olympus Mons, nejvyšší známá hora ve Sluneční soustavě dosahující výšky přes 21 kilometrů.
Tak obrovské nahromadění hmoty deformuje gravitační pole Marsu. Satelity na oběžné dráze se nad Tharsis nenápadně zrychlí a po odletu zase zpomalí. Z těchto jemných odchylek lze vyčíst strukturu hmoty hluboko uvnitř planety.
Modely, které vědci sestavili, se dlouho odmítaly shodovat s pozorováními. Bez ohledu na to, jak upravovali tloušťku či tuhost kůry, vždy zbýval gravitační „reziduální" signál, který nešlo vysvětlit povrchními strukturami. To naznačovalo, že zdroj leží hluboko v plášti planety.
Nejlépe sedící řešení představuje rozsáhlá oblast s nižší hustotou, než má okolní plášť. Podle odhadů platí následující:
- nachází se v hloubce přibližně 1 200 km,
- její průměr dosahuje asi 1 500 km,
- tloušťka se pohybuje kolem 400 km,
- je přibližně o 60 kg/m³ méně hustá než okolní materiál.
Lze si to představit jako disk teplejší, lehčí hmoty, která se podobně jako vzduchová bublina ve vodě snaží vystoupat vzhůru. Taková struktura připomíná tzv. plášťový chochol známý ze Země – svislý proud teplejšího materiálu, který pohání sopečnou aktivitu.
Vznášející se hmota pod Tharsis mění rozložení hmoty uvnitř Marsu. Právě tato přestavba vysvětluje pozorované zrychlování rotace planety.
Jak mise InSight pomohla nahlédnout do nitra Marsu
Než přistál lander InSight v roce 2018 na planině Elysium Planitia, modely vnitřní stavby Marsu připomínaly věštění z křišťálové koule. Chyběla tvrdá data: odhady tloušťky kůry se pohybovaly od 24 až po 72 km, což dávalo při sestavování gravitačních modelů obrovský prostor pro spekulace.
Situaci změnil přesný seismometr mise InSight. Analýza marťanských „zemětřesení" umožnila odhadnout klíčové parametry:
| Parametr | Přibližná hodnota |
|---|---|
| Tloušťka kůry pod InSight | cca 39 km (± 8 km) |
| Rozsah litosféry | cca 500 km (± 100 km) |
| Stav jádra | jádro částečně tekuté |
Díky těmto měřením bylo možné „ukotvit" model planety konkrétními čísly. Z analýzy citlivosti vyplývá, že průměrná tloušťka marťanské kůry činí přibližně 55 km a její hustota je kolem 3 050 kg/m³. Litosféra – tuhý vnější obal planety – má elastickou tloušťku blízko 100 km.
Spojení těchto dat s mapami gravitačního pole přineslo zcela novou kvalitu. Model zohledňující jak průhyb litosféry, tak proudění v plášti, mnohem lépe reprodukuje globální gravitační pole Marsu. A co je zásadní: zanechává charakteristický „reziduální" signál v oblasti Tharsis, který přímo vyžaduje přítomnost hluboké, lehčí struktury.
Mars může být stále živou geologickou planetou
Naznačení, že pod Tharsis pracuje aktivní plášťový chochol, zásadně mění dosavadní obraz Marsu. Řadu let jej mnozí vědci považovali za zkamenělý svět: dávno vyhaslé sopky, občasné otřesy a pomalu chladnoucí nitro.
Pokud se v plášti stále zdvihá teplý materiál, příběh může být zcela jiný. Sopky, které mlčí miliony let, nemusely svou činnost ukončit navždy. Tempo vzestupu takové struktury se jeví jako slučitelné s rytmem sopečných epizod zaznamenaných v marťanské geologii.
Některé marťanské meteority – tzv. shergotity – ukazují na relativně mladé erupce staré řádově desítky milionů let. Plášťový chochol by mohl být jejich společným zdrojem.
Otázka zní: probíhá tento proces stále, nebo pozorujeme jen jeho doznívající fázi? Současná data neumožňují jednoznačnou odpověď. Autoři výzkumu navrhují novou misi – sondu zaměřenou výhradně na velmi přesné měření časových změn gravitačního pole Marsu. Pohyb tak velké, méně husté struktury by měl gravitaci planety postupně upravovat, což by hypotézu přímo prověřilo.
Proč je to důležité pro budoucí mise a život ve vesmíru
Poznatek, že Mars stále skrývá aktivní procesy ve svém nitru, má několik praktických dopadů. Pokud planeta není úplně „vyhaslá", může si déle udržovat teplo v hloubce. To ovlivňuje hned několik věcí:
- cirkulaci případné vody v kůře a plášti,
- dlouhodobé uchovávání geotermální energie,
- chemickou stabilitu hornin důležitých pro vznik a přežití života.
Aktivnější nitro zároveň znamená, že se krajina Marsu může v extrémně dlouhých časových měřítcích stále proměňovat. Příští generace sond – a jednou snad i posádkové mise – tak dorazí na planetu méně předvídatelnou, než se dosud předpokládalo. Drobná zemětřesení, lokální zóny zvýšeného tepelného toku nebo vzdálená reaktivace sopečné činnosti jsou scénáře, s nimiž budou muset inženýři misí počítat.
Z hlediska planetární vědy se Mars stává skvělou „srovnávací laboratoří". Země, Venuše a Mars představují tři různé vývojové cesty skalnatých planet. Pochopení toho, proč Mars výrazně vychladl, ale ne úplně, může pomoci odhadnout, jaké podmínky přejí dlouhodobé geologické aktivitě a zda ji lze spojit s šancemi na existenci života.
Zrychlení rotace – byť mikroskopické – je trvalým signálem procesů odehrávajících se pod povrchem. Pro vědce jde o jakýsi „puls" planety. Dokud se mění, dějí se v nitru Marsu věci, které lze při dostatečně citlivých přístrojích sledovat v čase.
Pro případné budoucí obyvatele Marsu mohou tyto procesy představovat jak riziko, tak příležitost. Geotermální energie by mohla napájet základny v místech se zvýšeným tepelným tokem. Na druhé straně tektonická či sopečná aktivita vždy přináší nebezpečí. Nový výzkum jasně ukazuje, že plánovat kolonii na „věčně mrtvém" Marsu může být pouhá iluze. Planeta neustále provádí jemný, ale reálný pohyb směrem k větší dynamice – doslova i v přeneseném smyslu.
