כוכב מאדים - אטמוספירה

האטמוספירה של מאדים קלושה: לחץ האוויר בפני השטח הוא רק 10 מיליבאר, כ-1% בלבד מהלחץ הממוצע שעל-פני כדור הארץ. גובהה של האטמוספירה הוא כ-11 ק"מ. האטמוספירה של מאדים מורכבת מ-95% פחמן דו-חמצני, 3% חנקן, 1.6% ארגון ומעט חמצן ומים. ב-2003 נמצאו גם עדויות לנוכחות של מתאן באטמוספירה.

 

בשלבי קיומו הראשונים של כוכב הלכת, כמות הפחמן באטמוספירה הייתה גדולה יותר, כמו שהיה בתקופה המקבילה על כדור הארץ. מקורו של הפחמן הוא מפנים של כוכב הלכת, מהמעטפת, וממקורת חיצוניים (מטאוריטים קרבונטיים, מיקרומטאוריטים ושביטים) . כיום מולקולות הפחמן נדיפות יותר ונהרסות על ידי חמצון ויינון על פני השטח. תהליכים אלה לא התרחשו בעבר כאשר האטמוספירה הייתה צפופה יותר, עם תכולה גדולה יותר של CO2 ושדה מגנטי שהגן על כוכב הלכת. אף על פי שמאדים וכדור הארץ נוצרו מאותם חומרים, כל אחד מהם התפתח בצורה נפרדת. המים בתקופה זו התפרקו, וכנראה רק לאחר מיליארד השנים הראשונות הפך מאדים לכוכב לכת קר ויבש. רמז אפשרי לאיבוד המים מהאטמוספירה, בא מהדרך בה מתרחשת האינטראקציה בין האטמוספירה לרוח השמש. אינטראקציה זו מראה שמאדים מאבד כל יום 100 טון מהאטמוספירה שלו.

 

השאלה המתבקשת היא איך עדיין בכל זאת מאדים מחזיק אטמוספירה. המקורות לחידוש האטמוספירה הם פגיעות שביטים, קרח ה-CO2 בקטבים, ופריצת מים ממעבה האדמה ההופכים לגז. החוקרים זיהו סוג של גל כפול מרוח השמש (double whammy solar supper wave) הגורם לדלדולה של אטמוספירת מאדים. גלים אלה נוצרים כאשר זרם אחד של רוח השמש מתהפך ומורם על ידי גל אחר ומאיץ את מהירותם של חלקיקים מהשמש. זה יוצר שטף של חלקיקים הנע לעבר מאדים, פוגע בו בפעימה אחת ומתיז לחלל חלקיקים מהאטמוספירה.

 

היונוספירה של מאדים מתנשאת לגובה של 110 - 130 ק"מ. בגובה זה קרינת השמש היא בעלת עוצמה רבה, חלקיקים מרוח השמש מפרקים אטומים ומולקולות באטמוספירה העליונה ומשחררים אלקטרונים. מיפוי גלובלי של היונוספירה אפשר לבחון את התנהגותה גם בלילה. מיפוי האטמוספירה העיד על שינויים במרחב הגאוגרפי בשעות החשיכה. במהלך המיפוי הלילי התגלה מארג מורכב של אזורים שבהם צפיפות האלקטרונים גדולה. אחת התגליות הייתה המתאם הגדול שבין מספר האלקטרונים ביונוספירה בלילה לבין כיוון השדה המגנטי המקומי. האזורים בעלי צפיפות האלקטרונים הגדולה קשורים לאזורים בעלי מגנטיות גבוהה בפרט דרומית לקו המשווה, סמוך למקומות בהם קווי השדה המגנטי ניצבים לקרקע. על כדור הארץ מצב כזה אפשרי רק בקטבים המגנטיים. רוח השמש העוטפת את מאדים מאפשרת כנראה היווצרות יונוספירה בצד הלילי. האינטראקציה עם רוח השמש מעוררת (energises) את האטמוספירה ויוצרת אוכלוסייה של אלקטרונים חופשיים.