Świeże szczeliny na najrozleglejszym wulkanie Marsa uwalniają gaz związany z magmą

Każdego wczesnego lata na półkuli północnej Marsa nad zboczami Alba Mons, najszerszego wulkanu na tej planecie, pojawia się śladowa ilość chlorowodoru – w porze roku, gdy gaz ten znika już z pozostałej części marsjańskiego nieba. Bezpośrednio pod tymi detekcjami kamery orbitalne odkryły roje świeżych, wąskich szczelin, których nikt wcześniej nie mapował.

Na Ziemi chlorowodór jest jednym z gazów uwalnianych przez magmę przez otwory wulkaniczne. Międzynarodowy zespół pracujący z sondą ExoMars Trace Gas Orbiter Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) twierdzi teraz, że to samo dzieje się na Marsie – gaz z głęboko położonego zbiornika magmy przedostaje się przez szczeliny, gdy zimowy lód, który je uszczelnia, zamienia się w parę. Jeśli mają rację, Mars jest planetą uśpioną, a nie geologicznie martwą, a te szczeliny są pierwszym miejscem, w którym należy szukać ciepłej, wilgotnej kieszeni pod zamarzniętą powierzchnią.

„Nasze odkrycia sugerują, że Mars zachował wystarczająco dużo ciepła wewnętrznego, aby podtrzymywać aktywność wulkaniczną do niedawna, a być może nadal to robi” – powiedział Daniel Mège, profesor w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk i współgłówny autor badania. Pracą kierował Alexander Trokhimovskiy z Instytutu Badań Kosmicznych Rosyjskiej Akademii Nauk w Moskwie, a w skład zespołu wchodzą naukowcy z Polski, Rosji, Wielkiej Brytanii, Niemiec, Francji, Szwajcarii, Włoch, Ukrainy i Australii.

Mars ma największe wulkany w Układzie Słonecznym, ale nikt nigdy nie widział erupcji żadnego z nich. Strumienie lawy, które wyglądają na zaledwie kilka milionów lat, oraz marsjańskie trzęsienia ziemi zarejestrowane przez lądownik InSight NASA sugerowały, że wnętrze planety nie jest całkowicie zimne. Brakowało jednak gazu – chemicznego śladu wydobywającego się dziś z ziemi.

Jak orbiter wyczuł gaz

Sonda Trace Gas Orbiter niesie na pokładzie zestaw Atmospheric Chemistry Suite – zestaw spektrometrów podczerwieni działających metodą okultacji słonecznej. Gdy statek obserwuje wschód lub zachód Słońca przez cienką marsjańską atmosferę, instrumenty rejestrują, które długości fal światła słonecznego są pochłaniane po drodze – każdy gaz pozostawia swój własny odcisk palca. Metoda ta pozwala wykryć gazy na poziomie części na miliard i określić, na jakiej wysokości się znajdują.

Ten sam zespół instrumentów po raz pierwszy zgłosił obecność chlorowodoru na Marsie kilka lat temu. Od tego czasu gaz ten był wykrywany powszechnie, ale prawie zawsze w ciepłej, zakurzonej porze roku, gdy Mars znajduje się najbliżej Słońca – jego stężenie rosło i malało wraz z poziomem pyłu i pary wodnej. Naukowcy przypisują ten sezonowy wzrost chemii zachodzącej między powietrzem a unoszącym się w nim pyłem i lodem, a nie wulkanom.

Wyjątkiem były dwie obserwacje w lecie na półkuli północnej, gdy Mars znajduje się najdalej od Słońca, a cała atmosfera jest zimna i sucha – obie na północ od Alba Mons. Zespół przeprowadził następnie ukierunkowane poszukiwania w późniejszym roku marsjańskim i ponownie wykrył chlorowodór nad tym samym regionem, podczas gdy orbity nad innymi szerokościami geograficznymi w podobnych warunkach obserwacyjnych nie wykazały niczego. „Sonda Trace Gas Orbiter znalazła niezbity dowód. To było jak szukanie igły w stogu siana” – powiedział Mège.

Szczeliny o szerokości mniejszej niż metr

Aby znaleźć możliwe źródło, naukowcy zbadali grunt pod punktami detekcji za pomocą trzech kamer: CaSSIS na pokładzie Trace Gas Orbiter oraz HiRISE i CTX na pokładzie Mars Reconnaissance Orbiter NASA. Odkryli liniowe roje szczelin – niektóre o szerokości zaledwie kilkudziesięciu centymetrów i długości do kilkuset metrów – zgrupowane w pasy o długości kilkudziesięciu kilometrów na grzbietach topograficznych. Niektórym towarzyszą jasne i ciemne osady – zmiana koloru, którą zespół porównuje do skorup tworzących się wokół fumaroli, czyli otworów wentylacyjnych wulkanów na Ziemi.

Szczeliny przecinają bogaty w lód płaszcz pyłu i szronu pokrywający te północne szerokości geograficzne, a także wzory wielokątów powstałe w wyniku zamarzania gruntu, co oznacza, że są geologicznie młode – prawdopodobnie mają mniej niż milion lat. Pokrywają się również z dużymi systemami uskoków wokół wulkanu: Tantalus Fossae i Phlegethon Catena.

Proponowany mechanizm ma charakter sezonowy. Zimą, gdy temperatury spadają do około minus 120 stopni Celsjusza, lód zatyka szczeliny. Gdy lód ten zamienia się bezpośrednio w parę wczesnym latem, uwięziony gaz ucieka, co wyjaśniałoby, dlaczego sygnał powraca w to samo miejsce o tej samej porze roku.

Jak wielki jest Alba Mons i jak mały jest wyciek

Alba Mons to niezwykły wulkan. Jego pola lawy sięgają co najmniej 1350 kilometrów od szczytu, a powierzchnia, którą obejmuje, jest porównywalna z powierzchnią Stanów Zjednoczonych, jednak wznosi się on tylko na około 6,8 kilometra – mniej więcej jedną trzecią wysokości Olympus Mons. Średnie nachylenie jego północnego zbocza wynosi około pół stopnia, co jest bardziej płaskie niż większość zjazdów z autostrady.

Sam wyciek jest skromny. Zakładając, że chlorowodór utrzymuje się w atmosferze około jednego dnia marsjańskiego, autorzy szacują tempo przesiąkania na poniżej trzech kilogramów na sekundę. Wulkany na Ziemi uwalniają ten gaz w tempie od kilku kilogramów do ponad 100 kilogramów na sekundę, więc źródło marsjańskie znajduje się na samym dole tego zakresu.

Znacznie większy sezonowy impuls obserwowany na całym Marsie w pobliżu jego największego zbliżenia do Słońca, szacowany na około 180 kilogramów na sekundę, sam w sobie nie jest uważany za wulkaniczny. Zespół sugeruje jednak, że część tego chloru mogła pochodzić z wnętrza planety dawno temu i wciąż krąży między atmosferą, solami powierzchniowymi a lodem.

Czego to nie dowodzi

Nikt nie widział magmy. Na Marsie nigdy nie zaobserwowano nowego strumienia lawy ani erupcji, a dwutlenek siarki – gaz, który najdobitniej wskazywałby na trwające erupcje – nie został wykryty. Autorzy argumentują, że gazy halogenowe, takie jak chlorowodór, mogą przesiąkać ze zbiorników magmy na głębokości bez erupcji i bez silnego sygnału cieplnego, którego poszukiwania aktywnego wulkanizmu w podczerwieni jak dotąd nie wykazały.

Związek między gazem a szczelinami jest wnioskowany na podstawie miejsca i czasu. Detekcji jest niewiele, gaz nie jest dobrze wymieszany i szybko znika, więc jego źródło można zlokalizować tylko w przybliżeniu. Mège określił odczytanie wulkanicznego pochodzenia jako intuicję wymagającą dowodu: „Patrząc na przestrzenny rozkład przesiąkania, od razu stało się dla mnie oczywiste, że stoi za tym coś wulkanicznego, ale trzeba to było udowodnić”. Według zespołu większość pracy poświęcono testowaniu i wykluczaniu procesów chemicznych w atmosferze, które mogłyby zamiast tego wytwarzać gaz.

Śladowe gazy na Marsie mają również kontrowersyjną historię. Piki metanu zmierzone na poziomie gruntu przez łazik Curiosity NASA nigdy nie zostały potwierdzone z orbity, gdzie sonda Trace Gas Orbiter ustaliła bardzo niskie górne granice. Powtórna detekcja nad Alba Mons, najlepiej za pomocą drugiego instrumentu, znacznie utrudniłaby podważenie tezy wulkanicznej.

Dlaczego szczeliny mają znaczenie dla życia

Gazy magmowe, takie jak chlorowodór, mogły być znacznie liczniejsze w przeszłości planety, pomagając zagęścić atmosferę i ocieplić klimat, gdy ciekła woda pokrywała znaczną część powierzchni. Jeśli ciepło z wnętrza wciąż spotyka się dziś z lodem gruntowym, może podtrzymywać istnienie kieszeni ciekłej wody pod ziemią.

„Poszukiwanie marsjańskiego życia w przesiąkających szczelinach regionu Alba Mons miałoby wiele sensu. Jeśli systemy hydrotermalne są aktywne, mogą zawierać składniki i energię potrzebne do rozwoju mikroorganizmów” – powiedział Mège. To propozycja dla przyszłych misji, a nie odkrycie. Colin Wilson, naukowiec projektu ESA ds. orbitera, powiedział, że wyniki „mogą okazać się największym sukcesem TGO”.

Najczęstsze pytania o wulkany na Marsie

Czy na Marsie są aktywne wulkany?

Na Marsie nigdy nie zaobserwowano erupcji. Niektóre strumienie lawy wydają się mieć zaledwie kilka milionów lat, a chlorowodór wykryty nad Alba Mons sugeruje, że magma pod ziemią może wciąż uwalniać gaz, co czyniłoby planetę uśpioną, a nie wygasłą.

Czym jest Alba Mons?

Alba Mons to wulkan tarczowy w północnym regionie Tharsis i największy wulkan na Marsie pod względem powierzchni. Jego strumienie sięgają co najmniej 1350 kilometrów od szczytu, ale wznosi się on tylko na około 6,8 kilometra wysokości.

Dlaczego chlorowodór wskazuje na aktywność wulkaniczną?

Na Ziemi chlorowodór uwalnia się z magmy przez otwory wentylacyjne i fumarole. Na Marsie pojawia się zwykle w ciepłej porze roku w wyniku chemii atmosferycznej, więc znalezienie go w zimnej porze roku, nad świeżymi szczelinami, wskazuje na źródło w gruncie.

Czy w szczelinach Alba Mons może istnieć życie?

Nie ma dowodów na istnienie tam życia. Naukowcy sugerują, że jeśli ciepło magmy spotyka się z podziemnym lodem, mogą powstać systemy hydrotermalne – środowisko, w którym na Ziemi rozwijają się drobnoustroje – co czyni szczeliny kandydatem do przyszłych badań.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Science Advances” 4 listopada 2026 roku. Pierwsze dwie detekcje w zimnej porze roku miały miejsce w roku marsjańskim trwającym od 2019 do 2021 roku, a potwierdzające poszukiwania – w roku trwającym od końca 2022 do końca 2024 roku; jeden z obrazów szczelin wykonanych kamerą CaSSIS pochodzi z 3 lutego 2023 roku. Następne wczesne lato na półkuli północnej Marsa, kiedy sezonowy model przewiduje powrót gazu nad Alba Mons, zaczyna się około kwietnia 2027 roku, a sonda Trace Gas Orbiter pozostaje na orbicie, aby go szukać.

Źródło: Trokhimovskiy et al., „Enigmatic HCl detections as a potential signature of igneous activity on Mars,” Science Advances, 2026. DOI: 10.1126/sciadv.aeb9422

Tagi: astronomia, Mars, esa, Alba Mons, chlorowodór, ExoMars Trace Gas Orbiter