Litwin dokonuje niesamowitego odkrycia na Marsie

– Opowiedz nam trochę o sobie, jak wyglądała Twoja droga na zawodowy szczyt? – „Vakaro žinios” zapytał dr Adamas VALANTINOS.

– Kiedy uczyłem się w Žvėrynas Gymnasium, zainteresowałem się fizyką. Później studiowałem i ukończyłem Wydział Fizyki Uniwersytetu Wileńskiego z tytułem licencjata w dziedzinie fizyki. Postanowiłem kontynuować i pogłębiać swoją specjalizację w tej dziedzinie za granicą, więc uzyskałem tytuł magistra astrofizyki na Uniwersytecie w Kopenhadze i doktorat na Uniwersytecie w Bernie w Szwajcarii. Obecnie prowadzę badania podoktoranckie na Brown University, Rhode Island, USA.

– Jak w szczególności zainteresowałeś się badaniami Marsa? Odkryłeś zamarzanie wody w pobliżu marsjańskiego równika (na szczytach wulkanów). Co oznacza to odkrycie i w jaki sposób może służyć dalszym badaniom naukowym?

– Kiedy uczyłem się w gimnazjum Žvėrynas w Wilnie, zainteresowałem się badaniami kosmicznymi, czytając czasopisma naukowe. Później, na Uniwersytecie Wileńskim, zdecydowałem się specjalizować w geologii powierzchni Księżyca. Pracę nad badaniami Marsa rozpocząłem podczas studiów magisterskich, kiedy dołączyłem do naukowców pracujących nad rozwojem łazika marsjańskiego Perseverance NASA.

Znacznie poważniej zająłem się tą dziedziną podczas studiów doktoranckich w Bernie. Grupa naukowców z Uniwersytetu w Bernie opracowała kamerę CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System), która zaczęła robić zdjęcia powierzchni Marsa zaledwie kilka miesięcy przed rozpoczęciem moich studiów doktoranckich. Analizowanie zupełnie nowych danych było więc bardzo ekscytujące.

Nasze opublikowane odkrycie pokazuje, że Mars jest planetą dynamiczną, z ciągle zmieniającym się klimatem i atmosferą, podobnie jak na Ziemi. Podczas gdy do tej pory uważano, że marsjańska powierzchnia na równiku planety (w przeciwieństwie do marsjańskich biegunów) jest sucha i niesprzyjająca istnieniu lodu wodnego, odkryliśmy, że około 150 000 ton lodu wodnego tworzy się na czterech szczytach wulkanów Tarsi każdego zimowego poranka. Zmienia to zrozumienie przez społeczność naukową obecnych procesów zachodzących w marsjańskiej atmosferze i pomaga w dokładniejszym modelowaniu marsjańskiego klimatu i obiegu wody.

Aby zrozumieć, czy na Marsie może istnieć życie, musimy najpierw lepiej zrozumieć zarówno marsjański klimat, jak i cykl wodny. Odkrycie lodu wodnego na szczytach wulkanów ilustruje, że chociaż wydaje się, że wiemy dużo o Marsie, wciąż jest miejsce na nieoczekiwane odkrycia, które mogą nadejść w przyszłości. Z tego powodu nauka o Marsie pozostaje ważna i bardzo ekscytująca.

Stany Zjednoczone (NASA) i Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) prowadzą wiele badań, wysyłając pojazdy bezzałogowe na Marsa, który jest prawdopodobnie jedną z najbardziej zbadanych planet w Układzie Słonecznym do tej pory. Niemniej jednak, dążenie ludzkości do odkrycia, czy poza Ziemią istnieje życie, będzie nadal prowadzić nas na Marsa.

– Ile pracy musiałeś włożyć w dokonanie tego odkrycia? Jaka była reakcja, gdy zobaczyłeś, że woda zamarzła tam, gdzie wydawało się, że jej nie ma?

– Odkrycia dokonano na 6 miesięcy przed obroną mojej pracy doktorskiej, więc zakończenie studiów tak ważnym odkryciem było bardzo satysfakcjonujące. Dyskusje badaczy są publikowane w odpowiednich czasopismach naukowych, a ich napisanie zajmuje czasem lata.

Tak więc nasz artykuł, który został opublikowany nieco ponad tydzień temu, nie spotkał się jeszcze z reakcją społeczności naukowej, ale zarówno recenzenci naszego artykułu, jak i naukowcy na konferencjach byli bardzo zainteresowani. Należy zauważyć, że opublikowane wyniki są stale poddawane wzajemnej weryfikacji, wzajemnej weryfikacji i wzajemnej weryfikacji w celu ustalenia ważności nowych ustaleń.

Niektóre z badań w tym opracowaniu to obserwacje przy użyciu satelitów wystrzelonych na orbitę Marsa. Satelity te posiadają szeroką gamę instrumentów do obserwacji powierzchni i badania składu marsjańskiej atmosfery. W naszym badaniu wykorzystaliśmy kamerę CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) i spektrometr NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery) na pokładzie satelity Trace Gas Orbiter, a także kamerę HRSC (High Resolution Stereo Camera) na pokładzie satelity Mars Express. Kamery pomagają badać geologię Marsa, podczas gdy spektrometry dostarczają informacji na temat składu powierzchni i atmosfery.

Wszystkie te satelity należą do Europejskiej Agencji Kosmicznej. Wykorzystaliśmy również zaawansowane modele komputerowe marsjańskiego klimatu do określenia temperatury marsjańskiej powierzchni równikowej i unikalnego mikroklimatu na szczytach marsjańskich wulkanów.

– Jak długo Mars jako planeta był w ogóle badany i jakie były przyczyny trudności w wykryciu zamarzania wody na Marsie (w pobliżu równika)?

– Mars był badany od czasów renesansu przez wczesnych astronomów, takich jak Galileusz. Ale wiele dowiedzieliśmy się o Marsie od ery kosmicznej w 1975 roku, podczas misji takich jak Viking NASA. Później nastąpiła seria misji, od sztucznych satelitów i lądowników po zrobotyzowane łaziki marsjańskie. Na przykład, obecnie na orbicie Marsa znajduje się 7 aktywnych satelitów i 2 łaziki marsjańskie na powierzchni.

Jest ku temu kilka powodów: po pierwsze, potrzebujemy dedykowanego orbitera do obserwacji powierzchni Marsa we wczesnych godzinach porannych. Dwa satelity Europejskiej Agencji Kosmicznej – Mars Express i Trace Gas Orbiter – znajdują się na orbicie, która umożliwia obserwację o każdej porze dnia. Po drugie, tworzenie się szronu na szczytach wulkanów obserwuje się tylko podczas marsjańskiej zimy, więc okazja do jego zaobserwowania jest rzadka. Krótko mówiąc, musimy wiedzieć, gdzie i kiedy szukać krótkotrwałego szronu.

– Opowiedz nam trochę o Marsie, co czyni go wyjątkowym?

– Mars jest wyjątkowy, ponieważ w swojej głębokiej przeszłości, 3 miliardy lat temu, miał ciekłą wodę i znacznie gęstszą atmosferę. Świadczą o tym koryta rzek, osady jeziorne i skały ilaste zachowane na powierzchni Marsa. W tamtym czasie warunki środowiskowe na tej planecie były potencjalnie korzystne dla życia (np. bakterii), dlatego badania geologiczne na Marsie mają kluczowe znaczenie dla ustalenia, czy kiedykolwiek istniało ono na Marsie.

Mars jest obecnie suchy i na jego powierzchni nie ma wody w stanie ciekłym. Jednak na jego biegunach odkryto duże złoża lodu wodnego i dwutlenku węgla.

Lód wodny znajduje się również w marsjańskiej glebie na średnich szerokościach geograficznych. Atmosfera Marsa jest bardzo sucha i cienka, stanowi mniej niż 1% atmosfery naszej planety. Gęstość atmosfery ziemskiej wynosi mniej niż 1,5%. Jest ona zdominowana przez dwutlenek węgla, ale zawiera również niewielką ilość pary wodnej. Źródłem zarówno dwutlenku węgla, jak i pary wodnej są marsjańskie polarne czapy lodowe, które częściowo wyparowują każdego lata.

Co ciekawe, para wodna w marsjańskiej atmosferze skrapla się w chmury kryształków lodu wodnego, które pokrywają region wulkaniczny Tarsi. W regionach tych zaobserwowano również wyższe stężenia pary wodnej. Postawiliśmy zatem hipotezę, że topograficzny kształt wąwozów wulkanicznych Tarsi zapewnia korzystny mikroklimat do tworzenia się szronu wodnego.

– Jakie są Twoje plany na przyszłość jako naukowca i czy często wracasz na Litwę? Czy odczuwa Pan rosnące zainteresowanie społeczeństwa kosmosem?

– Na razie prowadzę badania na Uniwersytecie Browna w USA. Przyszłe plany będą zależeć od finansowania, ale silne programy kosmiczne oznaczają, że mogę pracować zarówno w USA, jak i w Europie. Na razie wracam na Litwę tylko podczas wakacji, aby odwiedzić rodzinę i przyjaciół.

Odkrycia naukowe są ważne nie tylko dlatego, że zwiększają naszą wiedzę o przyrodzie, ale także dlatego, że interesują i przyciągają młodsze pokolenia. Rozpowszechnianie nauki przynosi ogromne korzyści społeczeństwu.