Ha bolygógyárban készült volna, luxusmodellnek számítana a Föld
Ha Földünk egy "bolygógyárban" készült volna, biztosan nem fapados alaptípusnak, hanem egy extrákkal felszerelt luxusmodellnek számítana. Belsõ folyamatai szinte zavartalanul mûködnek 4,6 milliárd éve, változatos formakincsû szilárd felszínét és folyékony vízkészletét pedig globális védõburkok óvják a káros külsõ hatásoktól. Napjainkban a bolygótudomány legizgalmasabb kérdése éppen az, hogy mindezek közül melyek találhatók meg más égitesteken is valamilyen formában, s melyeket lehet Földünk valóban exkluzív jellemvonásainak tekinteni.
A Naprendszer égitestjeinek kutatásával foglalkozó bolygótudomány remek lehetõséget kínál annak tanulmányozására, hogy ugyanazok a törvények a különbözõ környezeti feltételek következtében mennyire eltérõ jelenségekhez vezettek a különbözõ bolygótesteken. Ennek eredményeként feltárhatjuk, hogy melyik bolygó miben hasonlít Földünkre, továbbá e távoli világok vizsgálata jelentõs mértékben hozzájárult saját bolygónk jobb megismeréséhez is. Dr. Illés Erzsébet (MTA Csillagászati Kutatóintézet) cikkét A Földgömb címû folyóirat Naprendszer-különszámából, a lap engedélyével közöljük.

Összehasonlító bolygótudomány

Az ûrkutatás által kínált vizsgálati módszerek az utóbbi 50 évben legalább annyival járultak hozzá a természet megismeréséhez, mint az elmúlt évszázadok kutatásai együttvéve. Ugyanis ha egy jelenség-típusból kizárólag a földi példát ismerjük, akkor nem tudhatjuk, hogy mi véletlen és mi a törvényszerû. A kisebb eltéréseket létrehozó okokat pedig nem is vesszük észre a Földön, mert elvesznek a "zajban". Ha azonban más égitesten ez az uralkodó ok domináns, akkor ott könnyebb felfedezni, mint a Földön; felismerése után pedig beépíthetjük elméleteinkbe, s így a modellezések reálisabban mutathatják meg a többi tényezõ hatását a Földön.

Az ember alkotta ûrszondák tehát különösebbnél különösebb világokat tárnak fel, s eleinte nagyon furcsa volt, hogy a bolygókutatók minden újabb bolygótestnél valami egyedi, látszólag hajánál fogva elõrángatott magyarázattal álltak elõ. Például a Vénusznál kénsavesõt, a Merkúrnál nátrium- és kálium-légkört, a Marsnál széndioxid-havat, a Jupiter Galilei-holdjai közül az Io esetében kén-vulkanizmust, az Europa fagyott jégkérge alatt globális vízóceánt, a Szaturnusz Titán nevû holdjánál rózsaszín szénhidrogén-havat, az Uránusz-holdaknál lávaként viselkedõ, ammóniával kevert vízjeget, a Neptunusz Triton holdjánál pedig nitrogén-gejzíreket emlegettek... Csak lassan állt össze a kép, hogy miért érthetõ és szükségszerû magyarázat az, ami korábban légbõl kapott hipotézisnek tûnt, illetve hogy miért ennyire eltérõk a természeti viszonyok a Naprendszer különbözõ égitestjein.

Eltérõ anyagi összetétel

5 milliárd éve, a Naprendszer keletkezése során a bolygók egy poros gázfelhõbõl álltak össze, a csillaggá alakuló Naptól különbözõ távolságban. Minél közelebb keringett a bolygó, annál melegebb helyen gyûjtögette össze anyagát, s a porszemcsékbõl annál több illóanyag gõzölgött el, minél melegebb volt a hely. Ezért építettek magukba a Naphoz közelebb keletkezett bolygók fõként fémeket és szilikátokat, a távolabb keletkezettek pedig már egyre több jeget is.

A Naprendszer születésének elképzelt látványa

Sõt, minél távolabb keletkeztek, annál alacsonyabb olvadáspontú jegeket. Így a Jupiter holdjain még leginkább vízjég található, a Szaturnusznál inkább ammóniajég, az Uránusznál metánjég, a Neptunusznál pedig már a nitrogénjég is kimutatható. Így érthetõ, hogy az ûrszondák megfigyeléseinek magyarázatára mindig más anyag tulajdonságait kellett figyelembe venniük a szakembereknek.

Légkör, mágneses tér és folyadék kölcsönhatása

A Naprendszerben a Föld mellett 26 másik, 400 kilométernél nagyobb méretû, kérges bolygótest és négy óriásbolygó található, amelyeken tanulmányozhatjuk a természeti viszonyokat.

A sarki fény a Föld körül keringõ Atlantis ûrrepülõgéprõl fényképezve

A Merkúron - a Földhöz hasonlóan - van mágneses tér, de nincs légkör. Tehát ott megnézhetjük, hogy légkör nélkül hogyan játszódnak le a magnetoszféra folyamatai, például hogy a gázburokkal rendelkezõ bolygótesteken sarki fényt létrehozó töltött részecskék mit okoznak a Merkúron.

Sarki fény a Jupiter pólusánál

A Vénusznak sokkal sûrûbb, a Marsnak viszont jóval ritkább a légköre, mint Földünké, és egyiknek sincs mágneses tere. Ezeken a bolygókon megnézhetjük, hogy a földi légkör-magnetoszféra rendszer viselkedését leíró modellek képesek-e megmagyarázni a mágneses tér nélküli sûrû illetve ritka légkörökben mért eredményeket. A Vénusz és a Mars légköre ráadásul fõleg szén-dioxidból áll, aminek üvegházhatását tehát mindkét égitesten tanulmányozhatjuk, de különbözõ felszíni légnyomás mellett.

A Föld mágneses tere olyan erõs, hogy ebbõl a szempontból nem a belsõ bolygók közé, hanem inkább az óriásbolygók csoportjába kellene sorolni. A Vénusznak, a Marsnak, a Holdnak ugyanis nincs mágneses tere, a Merkúrnak pedig sokkal gyengébb, mint a Földé. Ezért a magnetoszféra-légkör kapcsolatot leíró modelljeinket leginkább az óriásbolygók tanulmányozása során tudjuk ellenõrizni.

Sarki fény a Szaturnuszon

A Földön van óceán is, ami kölcsönhatásban áll a légkörrel. A légköri szelek hullámokat keltenek, az óceáni áramlatok pedig hõt továbbítanak olyan területekre is, ahol egyébként hidegebb lenne. A Vénuszon és a Marson megnézhetjük, hogy óceán nélkül mennyire eltérõk a légköri áramlások.

A Vénusz sûrû szén-dioxid légkörében a földitõl eltérõ, egycellás áramlási rendszer figyelhetõ meg, ami elsõsorban a lassú forgási sebességgel magyarázható

Az óriásbolygóknak viszont sûrû légkörük és erõs mágneses terük van, a légkör alatti rétegek pedig úgy viselkednek, mint egy nagy, az egész égitestet beborító óceán. A hasonlóság azonban itt sem tökéletes, mert a Földön az óceán nem globális, hanem kontinensek szabdalják részekre, s ezzel kényszerpályára terelik az óceáni áramlásokat.

Sajnos olyan példa nincs a bolygók között, ahol a légkör mellett lenne mágneses tér is, viszont hiányoznának az óceánok, és olyan sincs, ahol légkör mellett lenne óceán, de hiányozna a mágneses tér. Bár ez utóbbi variáció majdnem megvalósult a Szaturnusz Titán nevû holdján. Ott ugyanis a földinél nagyobb sûrûségû légkör van (ráadásul a fõ összetevõ ott is a nitrogén), nem találtak mágneses teret, metán-anyagú folyadékot viszont igen - ám nem óceán, hanem csak tavak formájában. Így ha nagyobb tengerek is lennének a Titánon, akkor ellenõrizni lehetne rajta a földi óceánok és a légkör kölcsönhatását leíró általános modelleket.

A Titánon a metán ugyanúgy viselkedik, mint a Földön a víz: gõz, folyadék és jég formájában egyaránt elõfordul. Elpárolog, felhõket alkot, lecsapódik és folyóvölgyeket mélyít, majd tavakban gyûlik össze. Ilyen jelenséget a Földön és a Titánon kívül más bolygótesten nem vizsgálhatunk a Naprendszerben, mert máshol nem fordul elõ.

Szénhidrogén-folyók által létrehozott völgyhálózat a Titán felszínén
geológia planetológia Mars holdak Naprendszer bolygókeletkezés Föld