Klimatické změny na Marsu

Na Marsu podobně jako na Zemi probíhá globální oteplování. Co jej však způsobuje? Bylo zde i v minulosti? A jak daleko až dojde?

Na konci roku 2001 namířili vědci NASA kamery sondy Mars Global Surveyor zpět na jednu část jižní polární čepičky. Jednalo se o místo, kde se nacházela skupina malých prohlubní v permanentně zmrzlém oxidu uhličitém. O nich si astronomové mysleli, že zůstávají stejné, i při příchodu a odchodu velmi intenzivních zimních mrazů. Co však uviděli, je velmi překvapilo. Prohlubně se zvětšily a dokonce některé z nich spolu vzájemně splynuly, což znamenalo jediné - ohromná množství marťanského ledu vysublimovala do atmosféry.

Toto zjištění bylo prvním náznakem, že na Marsu probíhá globální oteplování. Mnohem průkaznější důkaz přišel v roce 2007, když moderní sondy odhalily, že Mars má dnes o 0,5°C vyšší průměrnou teplotu, než měl před několika desetiletími.

Tento nárůst teploty je zhruba úměrný vzrůstu teploty na Zemi za stejné období (ačkoli důvody jsou zřejmě velice rozdílné). Pokud bude oteplování dále pokračovat, mohlo by dojít k úplnému odpaření marsových polárních čepiček.

Variace

Příčinou toho všeho jsou nejspíš série pomalých cyklických změn v oběžných drahách planet, které objevil srbský geofyzik Milutin Milankovič. V oběžné dráze Země objevil tři variace: dobře známou precesi bodů rovnodennosti, postupnou změnu v náklonu zemské osy a pomalou změnu excentricity samotné oběžné dráhy. Všechny dohromady mohou mít malý, ale významný vliv na množství slunečního záření dopadajícího na různé části naší planety.

V případě Země jsou odpovídající rozdíly v dopadajícím záření jen málo významné. Naše planeta je vůči vlivům, Milankovičových cyklů téměř imunní. Její oběžná dráha je přibližně kruhová, takže rozdíly mezi aféliem a perihéliem jsou poměrně malé. Vliv precese na naše podnebí je také zanedbatelný. A nakonec gravitační působení našeho ohromného Měsíce pomáhá udržovat také výchylky náklonu zemské osy v minimálních mezích.

V případě Marsu jsou všechny tyto variace mnohem výraznější a mají mnohem větší vliv na jeho celoplanetární energetickou bilanci. Oběžná dráha Marsu je velmi eliptická - v současnosti dosahuje nejvyšší excentričnosti. V období, kdy je její excentricita minimální, může být oběžná dráha Marsu téměř dokonale kruhová. V takových dobách se na jižní polokouli střídají teplejší léta a chladnější zimy, zatímco severní polokoule zažívá přesný opak.

S tím jak Mars bude postupně procházet svým 175 000 pozemských let dlouhým cyklem precese, bude se situace pomalu obracet. Cykly měnící se excentricity o délkách 100 000 let a 2,2 miliony let budou naopak hrát ve prospěch rovnoměrného zahřívání obou polokoulí. No a nakonec vlivem nepřítomnosti velkého měsíce bude ještě docházet ke změnám náklonu osy Marsu v cyklu trvajícím asi 124 000 let, během kterého budou teploty v jednotlivých ročních obdobích dosahovat extrémnějších hodnot. Někteří vědci odhadují, že tyto dlouhodobé cykly mohou způsobovat změny v náklonu osy Marsu v rozmezí 0° a 60°.

Zpětnovazebný mechanismus

Milankovičovy cykly mohou, jak je vidět, samy o sobě ovlivňovat Mars mnohem více než Zemi. Na obou planetách je situace ovšem ještě znásobena přirozenými reakcemi přírody. Změna jedné části klimatického systému okamžitě ovlivní jinou část, která může zvýraznit nebo potlačit původní změnu.

Dobrým příkladem může být jižní pól Marsu. S tím jak se postupně uvolňuje pevný oxid uhličitý z polární čepičky na plyn, bude vzrůstat také hustota atmosféry. Ta bude ovšem zachycovat více tepla, čímž bude docházet k ještě většímu zahřívání planety. To zase povede k vyššímu výskytu větrů, které obnaží povrch Marsu, protože rozfoukají všechen prach a písek. Tím dojde k obnažení tmavého skalnatého podloží. A tmavší povrch absorbuje více tepla ze Slunce.

Nakonec může dojít k úplnému roztání polárních čepiček a z Marsu se stane vlhčí a teplejší planeta. Potom ale přijde otočení Milankovičova cyklu a dojde ke zpuštění nového zpětnovazebního mechanismu, který Mars uvede na cestu ke chladné, suché planetě, jak tomu bylo v minulosti již mnohokrát.