Konyhánkban, törökméz segítségével tanulmányoztuk a Mars különleges felszíni alakzatait | National Geographic

A Mars felszínén található pszeudokráterek keletkezésének hátteréről új és izgalmas elméletek láttak napvilágot, melyek alapját egyszerű, otthoni kísérletek szolgáltatták.

A Mars felszínén számos olyan alakzat látható, amelyekhez nagyon hasonlót a Földön is találunk. Sok esetben azonban az eltérő környezeti körülmények miatt nem lehetünk biztosak abban, hogy azok kialakulása is a hazaihoz hasonló volt. Ilyenek a pszeudokráterekne nevezett alakzatok, amelyek forró vulkáni anyag és víz kölcsönhatása során alakultak ki.

Ha a forró láva egy vízzel átitatott terület tetejére ömlik, a hő hatására a víz felforr a lávaréteg alatt, majd gőzrobbanás következik be. E robbanások nyomán salakkúpok születnek, amelyek a több száz méteres átmérőt is elérhetik akár. Ilyenekkel találkozhat az utazó az izlandi Myvatn környezetében, de a szigeten másutt is - azonban a Földön alapvetően nem túl gyakoriak e felszíni formák.

A pszeudokráterek nem ott keletkeznek, ahol a mélyből, a föld mélyebb rétegeiből feltörő kőzetolvadék formálja őket. Ezek nem a nagyobb vulkánok parazitakráterei, hanem olyan lávafolyamok, amelyek máshonnan kerültek a felszín közelébe, és a vízes rétegek felszínére ömlöttek. Ezért is kapják a "pszeudo", vagyis hamis, nem igazi kráter elnevezést. Különösen izgalmas a megjelenésük a Marson, mivel azt jelzi, hogy a területen valaha felszínközeli víz létezett, ami akár az egyszerű életformák kialakulásához is hozzájárulhatott.

A földi megfelelőik rendkívül jelentős szerepet játszanak, mivel kialakulásuk rendkívül kiszámíthatatlan, ami súlyos veszélyeket rejt magában. A forró vulkáni anyagok és a víz kölcsönhatása már számos súlyos, sőt végzetes balesetet okozott, ezért elengedhetetlen, hogy megértsük az ezek mögött álló okokat és folyamatokat; ez tudás életet menthet.

A Mars felszínét számos helyen pettyezik ezek a kiemelkedő, gyűrűszerű alakzatok, amelyek kialakulását a Niigata Egyetem két kutatója vizsgálta meg, és a Journal of Volcanology and Geothermal Research folyóiratban mutatta be az eredményeket. No de hogyan lehet konyhában vizsgálni ezeket a robbanásos eseményeket?

A pszeudokráterek csoportokban jelennek meg, és az elméleti számítások szerint a csoportok nem véletlenszerűek, összefüggenek a domborzattal, és a rendelkezésre álló víz mennyiségével. Ez a csoportosulás könnyen megkülönböztethetővé teszi e felszíni formákat más, hasonló megjelenésű formáktól (pl. a pingók, azaz permafrosztban kialakult jégdómok, illetve a becsapódási kráterek is így nézhetnek ki). Mi más áll még a csoportok kialakulása mögött?

Mivel a láva hőmérséklete elérheti az ezer Celsius-fokot, képes arra, hogy a gyorsan elpárolgó víz robbanásszerű reakciót váltson ki. Ezt a konyhai környezetben azonban igen kockázatos lenne megvalósítani, ezért a kutatók alacsonyabb hőmérsékletű anyagokkal modellezték a jelenséget. A folyamat során keményítőből készült szirupot hevítettek, amelyet szódabikarbónával kevertek össze – ez a módszer a törökméz és számos hasonló édesség alapja. A szódabikarbónás réteg itt a "víz" szerepét tölti be, míg a ráöntött forró szirup a "láva" analógiáját képviseli.

Ezen anyagok találkozásakor a valódi lávánál jóval alacsonyabb hőmérsékleten lejátszódik a gázosodás, ám a gáz ugyanúgy feláramlik, ahogy a vulkáni esetekben is. A szirup sűrűségének és mennyiségének variációin keresztül felmérték, mikor miként alakulnak ki a felszálló áramlatok, hány ilyen alakult ki, és mi lett ezek sorsa.

Kiderült, hogy nem meglepő módon, a lávát szimbolizáló forró szirup sűrűsége közvetlen hatással van arra, hogy a gázok mennyire nehezen jutnak fel a felszínre a találkozás pillanatában. Míg egyes felszálló áramlatok sikeresen elérték a felszínt, és ott "robbanásszerű" eseményeket okozva létrehozták a kis krátereket, addig más áramlatok nem tudtak feljutni. A kutatók észrevették, hogy sok feláramlás nem képes elérni a felszínt, mert a szomszédos áramlatok zavarják az útját.

Ez azt jelenti, hogy a vízért (jelen esetben a szódabikarbónáért) folytatott verseny rendkívül nagy hatással van arra, hogy hol alakulhatnak ki a pszeudokráterek. Ez pedig megerősíti azt a korábbi feltételezést, amely a marsi pszeudokráterek eloszlásából ered: ha a lávaréteg vastagabb, akkor ritkábban, de nagyobb pszeudokráterek keletkeznek. Ezzel szemben, ahol a lávaréteg vékonyabb, ott számos feláramlás figyelhető meg, de egy-egy feláramlásra kevesebb víz jut, ami kisebb robbanásokhoz vezet. Ennek eredményeként a kialakuló pszeudokráterek méretei is jelentősen csökkennek.

A kutatók a jövőben terveik között szerepel, hogy földi terepi vizsgálatok és mérések révén további adatokat gyűjtsenek e különleges felszíni formákról. Céljuk, hogy még precízebbé tegyék azt az elméletet, amelyet már a törökméz segítségével sikerült igazolniuk.