Od 60. let 20. století jsme měli možnost spatřit planetu Mars jako žádná jiná generace před námi, což bylo způsobeno vlivem rozvoje raket a automatických sond. Před námi se otevřela možnost zkoumat povrch rudé planety do detailu a poodhalit tajemství jeho historie. Desetiletí výzkumu přinesla řadu fascinujících poznatků postupně přeměňující naší představu o Marsu jako o geologicky mrtvé planetě. Nově získané poznatky umožnily vidět Mars jako dynamickou planetu s bohatou historií, ve které se podílela celá řada procesů na změnách její tváře. Ať už se jednalo o sopečnou činnost, kolize s jinými vesmírnými tělesy, sílu větru, či existence tekoucí vody, každý z těchto faktorů se určitou měrou podepsal na vzhledu povrchu Marsu do podoby, kterou dnes pozorujeme. I přes to, že jsme se o Marsu za poslední desetiletí dozvěděli mnohé, stále zůstává množství otázek bez odpovědí. Jedna z hlavních, která se neustále vynořuje a fascinuje lidstvo souvisí s případnou existencí života na povrchu Marsu v minulosti. S hledáním odpovědi by již v srpnu měla pomoci další americká sonda Mars Science Laboratory (přezdívána Curiosity), která je zrovna na cestě k rudé planetě.
Od druhé poloviny 19. století se začala šířit představa o Marsu jako o umírajícím světu, na kterém se měla snažit vyspělá civilizace přivádět vodu z oblastí pólů k rovníku umělými kanály. Tímto monumentálním dílem se měla pokusit odvrátit svůj neodvratný konec na vysychající planetě. Představa byla živá dokonce i ve vědeckém světě až do poloviny 60. let 20. Století. V této době přinesla americká sonda Mariner 4 první snímky povrchu, na kterých byl vidět Mars jako mrtvá a suchá planeta. Následné úspěšné navedení sondy Mariner 9 na orbitu planety a přistání dvojice sond Viking na jeho povrchu přineslo tak obrovské množství informací, že se vědci s jejich analyzováním zabývali celá desetiletí a i dodnes jsou předmětem výzkumu. Z prvních snímků bylo patrné, že Mars není domovem vyspělé civilizace a že tomu nebylo ani v jeho minulosti (i přes množství konspiračních teorií a UFOlogických senzací kolujících na internetu). Pro vědce se ale naskytl úchvatný pohled na geologicky živou planetu utvářející povrch planety v čase.
Vizualizace vozítka Curiosity na povrchu Marsu. Autor snímku: NASA, licence: Public Domain.
I přes neustále klesající obnos finančních prostředků proudících na kosmický výzkum v Evropě i ve světě, zažívají v posledních 20 letech vědci zkoumající Mars zlaté období. K planetě dorazila široká flotila sond poskytující detailní informace o různých aspektech planety. Od orbitálních sond snímajících povrch v celém spektru světla, přes statické přistávací moduly prozkoumávající své nejbližší okolí až po vozítka prohánějící se po povrchu. Nicméně co zatím vědcům chybí, jsou seismická data, která by umožnila hlouběji porozumět vnitřní stavbě Marsu a tím pomoci vysvětlit události vedoucí k jeho současné podobě.
Postupně jsme zjistili, že Mars není geologicky mrtvé těleso jako náš Měsíc, ale že povrch rudé planety byl po miliardy let přetvářen řadou procesů jako v případě Země. Z prvních snímků bylo patrné, že se na Marsu nachází impaktní krátery různých velikostí. Od kráterů s průměrem tisíce kilometrů až po ty malé, které rychle zničí vítr bičující povrch. Spatřili jsme obrovské hory včele s přes 21 kilometrů vysokou horou Olympus Mons, které byly později rozpoznány jako štítové sopky naznačující bouřlivou část historie s rozsáhlou sopečnou činností. S narůstajícím množství snímků jsme si všimli, že se v některých oblastech nachází říční koryta a delty, obrovské výplavové kaňony dlouhé tisíce kilometrů, či horniny vzniklé usazením ve vodním prostředí. Začalo být jasné, že se na povrchu musela nacházet, alespoň epizodicky, voda v kapalném stavu. Současné atmosférické podmínky (nízký tlak a teploty od – 123 °C do +27 °C) neumožňují na většině povrchu existenci kapalné vody po delší dobu. Aby tedy mohla tekoucí voda na povrchu Marsu existovat, musela atmosféra dříve vypadat rozdílně, než je tomu dnes. Nabízí se otázka, co způsobilo, že byla atmosféra dříve hustější?
V oblasti Xanthe se nachází přibližně 5 kilometrů velký impaktní kráter, ve kterém můžeme pozorovat říční deltu (zvanou Nanedi delta). Ta vznikla proudící vodou a pozvolným ukládáním sedimentu. Autor snímku: NASA/JPL-Caltech/MSSS, licence: Public Domain.
Jedno z možných vysvětlení představují tzv. sopečné plyny. Směs plynů tvořená převážně vodní párou, oxidem uhličitým, fluorovodíkem, chlorovodíkem, oxidem uhelnatým, metanem, fluoridem křemičitým, amoniakem a dalšími plyny, k jejichž uvolnění v různém množství dochází během sopečné činnosti. S ohledem na množství různých sopečných těles na povrchu se zdá, že po určitou dobu utváření planety vulkanismus představoval významného hráče. Ještě před několika lety byla sopečná činnost známa převážně ze třech oblastí Marsu: přes čtyři tisíce kilometrů v průměru velkého výklenku Tharsis obsahující největší sopky Marsu, dále v sopečné provincii Elysium a pak v oblasti Hellas Planitia, kde se nachází staré, silně degradované sopky. Nicméně detailní snímky povrchu ve vysokém rozlišení (např. kamera HiRISE pořizuje snímky s rozlišením 30 cm/pixel, objekt o velikosti automobilu by tedy byl velice dobře rozpoznatelný) společně s laserovým měřením určující výšku těles jsme měli možnost odhalit celou řadu menších sopečných těles, která jsou hojně rozesety po povrchu planety.
Když se podíváme na povrch ve viditelném i infračerveném světle, dnes nepozorujeme žádné teplotní anomálie naznačující existenci aktivní sopečné činnosti. Pohled na sopky ale ukazuje, že jsou různě zachovalé. Jaké je tedy jejich stáří? Bohužel zatím nemáme v rukou přesně vzorky hornin z povrchu Marsu, u kterých bychom znali přesné místo vzniku. Nemáme tak možnost jednotlivé útvary datovat pomocí metody založené na radioaktivním rozpadu. Na Zemi se sice nachází několik desítek meteoritů různého stáří, které s největší pravděpodobností pocházejí z Marsu. Bohužel u těchto meteoritů nevíme, odkud přesně z povrchu planety pochází. I přes to máme možnost s určitou chybovostí stáří různých jednotek na povrchu Marsu určit. A to pomocí počítání množství impaktních kráterů. Tato technika je založena na jednoduché úvaze, že čím větší množství impaktních kráterů se na určitém místě nachází, tím starší tato jednotka musí být. V 60. letech 20. století přistáli američtí astronauté na Měsíci v rámci mise Apollo. Zpět na Zemi přivezli množství měsíčních hornin, které jsme měli možnost podrobně prozkoumat v pozemských laboratořích. Získali jsme tak představu o stáří těchto hornin a tedy i oblastí, kde astronauté přistáli. Následně jsme mohli spočíst četnost impaktních kráterů v této oblasti a přiřadit ke konkrétnímu množství kráterů určité stáří. Tento poznatek se povedlo aplikovat i na Mars a od té doby můžeme s určitou chybovostí změřit stáří těles na jeho povrchu.
Právě možnost přibližně datovat tělesa na povrchu Marsu se stala významným milníkem v našem poznání této planety. V posledních letech jsme objevili celou řadu menších útvarů vzniklých sopečnou činností včetně malých sopek o výšce pouze několika desítek až stovek metrů. V tomto roce jsme měli dokonce možnost pozorovat sopečnou pumu zabořenou do podloží na snímcích vozítka Opportunity. A právě s pomocí výše popsané metody datování jsme objevili, že některé z těchto menších sopek jsou staré pouze desítky až stovky miliónů let. Samozřejmě, z pohledu lidského života se jedná o dlouhé období. Představa, že v době, kdy po povrchu Země probíhali dinosauři, bylo období s poslední významnější sopečnou činností, vzbudí u mnohých úsměv. Nicméně geologie pracuje s časem přes čtyři miliardy let a v takovémto srovnání se pak pár desítek miliónů let jeví jako událost odehrávající se nedávno.
Pokud tedy máme důkazy, že se dříve na Marsu nacházela bohatá a široce rozšířená sopečná činnost produkující sopečné plyny, jak se produkce těchto plynů podepsala na stavu atmosféry? Nebyla produkce dostatečná k tomu, aby umožnila existenci husté atmosféry a tedy i existenci tekoucí vody na povrchu planety? Zůstává otázkou, jestli toto vysvětlení je jediné a správné. Jak už to tak ale ve vědě bývá, napadne nás vždy více otázek, než obdržíme odpovědí. Bude tedy potřeba zajisté dalšího výzkumu, aby se ukázalo, jestli skutečně sopečná aktivita byla tím hlavním procesem řídícím vývoj atmosféry. Možná se přiblížíme i zodpovězení otázky, jestli se kapalná voda na povrchu vyskytovala pouze epizodicky či se příznivé podmínky vyskytovaly dlouhobě. Dlouhodobý výskyt kapalné vody by totiž poskytoval vhodné podmínky pro různé chemické reakce, které by mohly vést podobně jako na Zemi ke vzniku, či existenci života.
Počítačově generovaný pohled na kráter Gale, kde v srpnu přistane americká sonda Mars Science Laboratory. Autor obrázku: NASA, licence: Public Domain.
Věřme, že se v srpnu úspěšně podaří přistát americké mu vozítku Curiosity o velikosti menšího osobního automobilu v kráteru Gale. V kráteru, kde se nachází pět kilometrů vysoký vrcholek tvořený usazenými horninami. Sonda má tak unikátní příležitost přispět převratnými informacemi k našemu pochopení vývoje Marsu. Nicméně Mars svá tajemství nevydá snadno a zadarmo. Bude zajisté potřeba vyvinout značné úsilí, abychom jeho roušku zas o kousek poodhrnuli a lépe pochopili jeho vznik a vývoj. Získané vědomosti nebudou sloužit jen úzké skupince akademiků, ale mohou nám pomoci pochopit a lépe rozumět i planetě, na které zatím náš druh sídlí, naší Zemi.
Dámy a pánové, rozhodně se v srpnu máme na co těšit. Staneme se svědky nové a velice vzrušující etapy ve výzkumu Marsu. Etapy, na jejímž konci bychom mohli být zase o krůček blíže k zodpovězení otázky, existoval na rudé planetě život?
Napsáno pro portál přírodovedci.cz