“มาเวน” ยานสำรวจของนาซาพบ “ลมสุริยะ” เป็นปัจจัยสำคัญทำดาวอังคารสูญเสียบรรยากาศ เปลี่ยนดาวเคราะห์ในอดีตที่เคยอบอุ่นและชุ่มชื้นเอื้อต่อการดำรงชีพของสิ่งมีชีวิต เป็นดาวแดงที่แห้งแล้งและหนาวเย็นอย่างในปัจจุบัน
องค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) เผยข้อมูลว่ายานมาเวน (Mars Atmosphere and Volatile Evolution: MAVEN) ในโครงการสำรวจบรรยากาศและการระเหยบนดาวอังคาร พบกระบวนการที่เป็นปัจจัยสำคัญในการเปลี่ยนภูมิอากาศของดาวอังคารในยุคแรกๆ ที่เคยอบอุ่นและชุ่มชื้นจนอาจเป็นแหล่งอาศัยของสิ่งมีชีวิตได้ ให้กลายเป็นดาวเคราะห์ที่แห้งแล้งและหนาวเย็นอย่างทุกวันนี้
“ข้อมูลจากมาเวนช่วยให้นักวิจัยคำนวณอัตราการสูญเสียก๊าซที่กำลังเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศดาวอังคารสู่อวกาศด้านนอกเนื่องจากลมสุริยะได้ การค้นพบดังกล่าวเผยให้เห็นการพัดพาชั้นบรรยากาศของดาวอังคารออกไปเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญระหว่างเกิดพายุสุริยะได้” จดหมายข่าวจากนาซาระบุ โดยรายงานผลทางวิทยาศาสตร์จากปฏิบัติการมาเวนนั้นเผยแพร่ลงวารสารไซน์แอนด์จิโอฟิสิคัลรีเสิร์ชเลตเตอร์สฉบับวันที่ 5 พ.ย.2015
จอห์น กรันส์ฟิล์ด (John Grunsfeld) มนุษย์อวกาศและรองผู้อำนวยการสำนักอำนวยการปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ของนาซาในวอชิงตัน กล่าวว่า ดูเหมือนดาวอังคารนั้นจะเคยมีชั้นบรรยากาศหนาที่อบอุ่นเพื่อช่วยให้น้ำอยู่ในรูปของเหลว ซึ่งน้ำในรูปของเหลวนี้เป็นองค์ประกอบสำคัญและเป็นสื่อกลางของชีวิตอย่างที่เราทราบกันในปัจจุบัน
“การเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นบนชั้นบรรยากาศดาวอังคาร จะให้ความรู้เราเกี่ยวกับพลศาสตร์และวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์อื่นๆ การเรียนรู้ว่าอะไรจะเป็นสาเหตุการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมของดาวเคราะห์ จากดาวเคราะห์ที่เป็นแหล่งอาศัยของจุลินทรีย์ได้ กลายเป็นดาวเคราะห์ที่ไม่เอื้อต่อสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นเรื่องสำคัญที่ต้องรู้ และเป็นคำถามสำคัญที่ต้องบรรจุในแผนการเดินทางสู่ดาวอังคารของนาซา” กรันส์ฟิล์ดกล่าว
ข้อมูลการวัดของมาเวนบ่งบอกว่าลมสุริยะได้เซาะก๊าซในบรรยากาศดาวอังคารออกไปด้วยอัตราวินาทีละ 100 กรัม ซึ่ง บรูซ จาโกสกี (Bruce Jakosky) หัวหน้าทีมศึกษาในโครงการมาเวนจากมหาวิทยาลัยโคโลราโด ในโบลเดอร์ เปรียบเทียบว่าเหมือนการขโมยเหรียญทีละเล็กละน้อยจนกลายเป็นจำนวนมหาศาลเมื่อเวลาผ่านไป และทีมนักวิทยาศาสตร์ได้เห็นการเซาะบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดขณะเกิดพายุสุริยะ ทำให้เชื่อว่าเมื่อหลายพันล้านปีก่อนที่ดวงอาทิตย์อายุน้อยกว่านี้และมีพลังมากกว่านี้ อัตราการสูญเสียจะสูงกว่าที่เห็นในปัจจุบันมาก
มากกว่านั้นในช่วงพายุสุริยะถล่มชั้นบรรยากาศดาวอังคารติดๆ กันอย่างหนักเมื่อเดือน มี.ค.2015 ที่ผ่านมานั้น ยานมาเวนยังตรวจพบการสูญเสียบรรยากาศในอัตราเร่งด้วย เมื่อรวมอัตราการสูญเสียที่มากขึ้นและเพิ่มพายุสุริยะที่เกิดขึ้นในอดีตด้วย นำไปสู่ข้อบ่งชี้ว่าการสูญเสียบรรยากาศสู่อวกาศของดาวอังคารนั้นเป็นกระบวนหลักที่เปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของดาวอังคาร
ทั้งนี้ ลมสุริยะเป็นกระแสอนุภาคซึ่งหลักๆ คือโปรตอนและอิเล็กตรอน ที่ไหนจากชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ด้วยความเร็วประมาณ 1 ล้านไมล์ต่อชั่วโมง และสนามแม่เหล็กที่นำพามาโดยลมสุริยะเมื่อไหลผ่านดาวอังคารจะทำให้เกิดสนามไฟฟ้ามากพอๆ กับกังหันผลิตไฟฟ้าที่ใช้บนโลก ซึ่งสนามไฟฟ้าเหล่านี้จะเร่งอะตอมก๊าซมีประจุที่เรียกว่า “ไอออน” ในบรรยากาศด้านบนของดาวอังคาร และยิงประจุเหล่านั้นออกสู่อวกาศ
ข้อมูลจากนาซาอธิบายว่ายานมาเวนว่าลมสุริยะและแสงอัลตราไวโอเลตนั้นขจัดก๊าซออกจากบรรยากาศชั้นบนของดาวเคราะห์ได้อย่างไร ซึ่งผลการศึกษาใหม่บ่งชี้ว่าการสูญเสียก๊าซของชั้นบรรยากาศนั้นเกิดตรง 3 บริเวณของดาวอังคาร บริเวณเป็นส่วนล่าง “หาง” ของลมสุริยะที่ไหลอยู่ด้านหลังดาวอังคาร อีกบริเวณคือเหนือขั้วดาวอังคารที่เรียกว่า “โพลาร์พลัม” (polar plum) และบริเวณเมฆก๊าซที่อยู่รอบๆ ดาวอังคาร โดยทีมนักวิทยาศาสตร์ประเมินว่ามีไออนที่หลุดออกไปถึง 75% ในบริเวณส่วนหาง และเกือบๆ 25% บริเวณโพลาร์พลัม ส่วนบริเวณเมฆก๊าซมีเพียงเล็กน้อย
แถบบริเวณเก่าแก่บนดาวอังคารมีสัญญาณว่าเคยอุดมด้วยน้ำ เช่น ลักษณะคล้ายหุบเขาที่ถูกกัดเซาะโดยแม่น้ำ และตะกอนแร่ธาตุที่จะปรากฏเฉพาะเมื่อมีน้ำในรูปของเหลวปรากฏ คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เกิดความคิดว่า เมื่อหลายพันล้านปีก่อนนั้น บรรยากาศของดาวอังคารต้องหนาแน่นกว่านี้มาก และอุ่นพอที่จะทำให้เกิดเป็นแม่น้ำ ทะเลสาบ หรือแม้กระทั่งมหาสมุทรของน้ำเหลว
อีกทั้งเมื่อเร็วๆ นี้นักวิจัยได้อาศัยข้อมูลจากยานมาร์สรีคองเนซองส์ออร์บิเตอร์ (Mars Reconnaissance Orbiter: MRO) สังเกตพบการปรากฏของเกลือชุ่มน้ำเป็นฤดูกาล ซึ่งบ่งบอกว่ามีน้ำเกลือในรูปของเหลวอยู่บนดาวอังคาร ทว่าสภาพชั้นบรรยากาศปัจจุบันของดาวอังคารนั้นหนาวเย็นและบางเบาเกินไป จนทำให้ไม่มีน้ำเหลวที่คงอยู่ได้นานหรือมีปริมาณมากพออยู่บนพื้นผิวดาวอังคาร
“การเซาะชั้นบรรยากาศของลมสุริยะเป็นกลไกสำคัญในการสูญเสียชั้นบรรยากาศ และเป็นสำคัญพอที่จะนำไปร่วมพิจารณาการเปลี่ยนแปลงใหญ่หลวงของภูมิอากาศดาวอังคาร ยานมาเวนยังกำลังศึกษากระบวนการสูญเสียอื่นๆ อย่างเช่นการสูญเสียเนื่องจากผลกระทบของไอออนหรือการหลุดของอะตอมไฮโดรเจน ซึ่งกระบวนการเหล่านี้ก็เพียงแต่เพื่อความรุนแรงในการหลุดของชั้นบรรยากาศ” คำอธิบายของ โจ เกรโบวสกี (Joe Grebowsky) นักวิทยาศาสตร์โครงการมาเวนจากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซา
ยานมาเวนของนาซาถูกส่งขึ้นไปดาวอังคารเมื่อเดือน พ.ย.2013 มีเป้าหมายเพื่อประเมินว่า มีบรรยากาศและน้ำบนดาวอังคารมากเท่าไรที่สูญเสียไปในอวกาศ และเป็นครั้งแรกที่ของปฏิบัติการที่พุ่งความสนใจไปที่ดวงอาทิตย์มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงบรรยากาศบนดาวอังคารอย่างไร โดยยานเริ่มปฏิบัติการได้ประมาณปีกว่า และจะปฏิบัติงานหลักทางด้านวิทยาศาสตร์เสร็จสมบูรณ์ในเดือน พ.ย.2016
