Röviden

El kell ismerni a klímatudomány tagadóinak leleményességét. Egyik pillanatban azt állítják, hogy a földi globális felmelegedés csupán a rossz vagy rosszul elhelyezett meteorológiai állomások következménye. A következő pillanatban pedig kijelentik, hogy a Mars melegszik. Hány meteorológiai állomás van a Marson? Ebben az értelemben ez az állítás jól mutatja, milyen abszurd mélységekbe süllyednek olykor a klímatudomány tagadói.

Más szempontból azonban lehetőséget ad annak feltárására, hogy miért különbözik ennyire a Föld és szomszédja éghajlata. Mert a távoli múltban a Marsnak volt légköre és bőségesen folyó vize is. Ma már nincs. Hideg, száraz és – amennyire tudjuk – halott bolygó.

Azt, hogy a Marson egykor víz volt, az ott található rétegzett, folyók vagy tavak által lerakott üledékes kőzetekből tudjuk, amelyeket robotikus leszállóegységek vizsgáltak meg. Mi történt ezzel a vízzel? A válasz a Vörös Bolygó globális mágneses mezejében rejlik, ami milliárd évekkel ezelőtt összeomlott.

Hogy a Föld miért őrizte meg erős globális mágneses mezejét, míg a Mars nem, ma is intenzív kutatások tárgya. Amit tudunk, az az, hogy bolygónkon a forgó, folyékony fémből álló külső mag erőteljes dinamóként működik. Az így létrejövő globális mágneses mező létfontosságú bolygópajzsként véd bennünket a napszéltől és a kozmikus sugárzástól. Ezzel szemben a Marsnak ma már alig van ilyen védelme: réges-régen, amikor elvesztette ezt a pajzsot, légkörének döntő részét elsodorta a napszél.

Légkör nélkül lényegében nincs üvegházhatás sem. A Mars ezért szélsőséges hőmérsékleti viszonyokat tapasztal (a NASA szerint -153 és +20 °C között), attól függően, hogy a bolygó mely része néz éppen a Nap felé – valamint állandó szárazságot. Hosszan tartó, olykor az egész bolygóra kiterjedő porviharok alakulhatnak ki, amikor a száraz felszín különösen felmelegszik, még egy olyan bolygón is, amelynek légköre sűrűségét tekintve csupán 1%-át teszi ki a földinek. Emiatt a rendkívül alacsony sűrűség miatt a marsi felszíni légnyomás csak töredéke a földinek, és a szelek is sokkal gyengébbek, de ha egy élénkebb szellőt, a bőséges port és azt a tényt, hogy a meleg levegő felemelkedik (innen erednek a porördögök is, amelyeket ezek a robotikus leszállóegységek megfigyeltek) együtt vesszük, megkapjuk azt a mechanizmust, amely a port a magasba emeli.

Ez a por viszont részben elzárja a napfényt a felszíntől, így itt egy hőmérséklet-szabályozó mechanizmussal állunk szemben. De még a legnagyobb porviharok is – amelyeket innen, a Földről is meg lehet figyelni távcsövekkel – egyszer véget érnek. A Marsnak ezért nincs hosszú távú hőmérsékleti trendje, bár barátságtalan éghajlata ennek ellenére változik – de teljesen más okokból, mint itt a Földön.

Részletesebb magyarázat

Nem nehéz elképzelni, miért születnek pontatlan állítások arról, hogy más bolygók is melegednek: ez csupán egy újabb változata a „mindenért a Nap a felelős” érveléscsaládnak. E mítoszcsoport minden tagja azon alapul, hogy a napsugárzás intenzitása folyamatosan és egyenletesen növekszik az időben. Igen, ilyen valóban történik, innen ered a halvány fiatal Nap paradoxona is, de ott olyan trendről beszélünk, amely csak földtani időskálákon, nem pedig évszázadok alatt mutatható ki.

Ahogy az 1. ábra mutatja, valójában az 1970-es évek közepe óta a globális hőmérséklet emelkedett, miközben a teljes napsugárzási besugárzás csökkent. Ez tehát egyértelműen megcáfolja a „mindenért a Nap a felelős” érveléscsaládot.

1. ábra: Éves globális hőmérséklet-változás (vékony világospiros), valamint a hőmérséklet 11 éves mozgóátlaga (vastag sötétpiros). A hőmérsékleti adatok forrása: NASA GISS. Éves teljes napsugárzási besugárzás (TSI, vékony világoskék), valamint a TSI 11 éves mozgóátlaga (vastag sötétkék). A TSI adatai 1880 és 1978 között Krivova et al. (2007) alapján, 1979 és 2015 között pedig a World Radiation Center adatai alapján kerültek ábrázolásra (az adatok frissítéseihez lásd a PMOD index oldalt). A legfrissebb napsugárzási adatok grafikonjai a Laboratory for Atmospheric and Space Physics LISIRD oldalán találhatók.

Ami konkrétan a Marsot illeti, könnyen felhozható ellenérvként, hogy a Marshoz képest a Földről sokkal többet tudunk – a Marsról viszont még mindig túl keveset ahhoz, hogy például hőmérsékleti trendekről beszélhessünk. Egyszerűen nincs elég részletes adatunk, még akkor sem, ha a keringő szondák és a robotikus leszállóegységek értékes és lenyűgöző betekintést nyújtanak a Vörös Bolygó egyes jellemzőibe. Még ezt a viszonylag kis mennyiségű adatot is könnyű félreértelmezni az oksági összetettség és a jelentőség szempontjából. És ez a klímatudomány tagadásának egyik vicces sajátossága. Művelői mindenféle gyanúsítgatást fogalmaznak meg a földi hőmérsékletmérésekkel kapcsolatban, de amikor a Marsról van szó, hirtelen jelentősen csökkennek az elvárásaik, és ezúttal korlátozott térbeli lefedettségre, valamint csupán néhány évtized közvetlen méréseire alapozzák állításaikat.

Van azonban néhány általános megállapítás a Mars éghajlatáról, amelyeket érdemes felsorolni:

• A bolygók nem tökéletes körpályán keringenek a Nap körül. Néha kissé közelebb vannak hozzá, néha távolabb. Ezt pályaexcentricitásnak nevezzük, és ez sokkal nagyobb éghajlati változásokat okoz a Marson, mint a Földön. Ennek oka, hogy a Mars pályájának excentricitása több mint ötször nagyobb mértékben változik, mint a Földé.
• A Marson nincsenek óceánok, és csak nagyon vékony légköre van, ami azt jelenti, hogy nagyon kicsi a hőtehetetlensége – az éghajlat sokkal érzékenyebb a külső hatások által kiváltott változásokra. Emiatt a rendkívül vékony légkör miatt a bolygó üvegházhatása is elhanyagolható jelentőségű.
• Az egész bolygót hatalmas porviharok sújtják, és ezek számos oksági hatással vannak a marsi éghajlatra, amelyek egyes aspektusait még nem értjük teljesen. Azt azonban tudjuk, hogy a Földön a porfelhők csökkenthetik a felszínre jutó napfény (és így a hőenergia) mennyiségét.
• Gyakorlatilag semmilyen történeti adatunk nincs a Mars éghajlatáról az 1970-es évek előtti időszakból, leszámítva a rajzokat (és később a fényképeket), amelyek a felszín nagyobb léptékű változásait mutatják meg (vagyis azokat a jelenségeket, amelyeket a Földről távcsővel is látni lehet). Nem lehet megállapítani, hogy a jelenlegi megfigyelések gyakori vagy ritka eseményeket, trendeket vagy éppen kivételeket mutatnak-e.

A „globális felmelegedés a Marson” érvelés legalább részben egy NASA-kutatócsoport tanulmányából ered, amelynek címe: „Global warming and climate forcing by recent albedo changes on Mars” (Fenton et al. 2007). Ez a tanulmány azonban a marsi albedó változásairól szól – vagyis a világos felszínek azon tulajdonságáról, hogy visszaverik a beérkező napfényt. A Mars felszínének egyes részein bekövetkező fényességváltozásokat már azóta rögzítik, amióta elég erős távcsöveink vannak ahhoz, hogy részletesen megfigyeljük a bolygót.

A tanulmány a Viking űrszonda által 1977-ben készített marsi felszínképeket hasonlította össze a Mars Global Surveyor által 1999-ben összeállított felvétellel. A képek azt mutatták, hogy 1977-ben a felszín világosabb volt, mint 1999-ben, és ebből kiindulva Fenton és munkatársai egy általános cirkulációs modellt használtak a további vizsgálathoz.

Az eredmények azt jelezték, hogy a nemrég elsötétedett területeken viszonylag fokozott szélnyomás, míg a világosabbá vált területeken csökkent szélnyomás volt jelen. Ez egy pozitív visszacsatolási rendszert hozott létre, amelyben az albedóváltozások erősítették azokat a szeleket, amelyek magukat a változásokat előidézték. A szimulációk ezenkívül a felszíni levegő hőmérsékletének nettó éves globális melegedését is előre jelezték, körülbelül ∼0,65 K értékben a 22 éves időszak alatt (az absztrakt ezen a ponton kissé zavaros volt – lásd a helyesbítést itt), ami fokozta a por felemelkedését azáltal, hogy növelte a porördögök kialakulásának valószínűségét. Úgy vélték, hogy a szélterhelés és a porördögök által okozott globális porfelverődés növekedése hatással lehet a nagy porviharok kialakulását kiváltó mechanizmusokra – ez egy rosszul értett, kizárólag a Marsra jellemző jelenség. Felvetették, hogy a dokumentált albedóváltozások befolyásolják a Mars közelmúltbeli éghajlatváltozását és a nagyléptékű időjárási mintázatokat, ezért az albedóváltozásoknak a jövőbeni marsi légköri és éghajlati vizsgálatok szükséges elemét kell képezniük.

Hadd ismételjem meg az utolsó előtti mondat egy részét: „kizárólag a Marsra jellemző”. Ez ott van magában az absztraktban. A marsi légkör, környezet és éghajlat semmilyen érdemi hasonlóságot nem mutat a földivel. Igen, az albedóváltozás fontos a Földön is, de itt ez egy olyan visszacsatolás, amelyet más, a marsi folyamatoktól független kényszerek hajtanak. Ráadásul egy 22 éves vizsgálati időszak, két végponttal és szinte semmilyen köztes adattal, éghajlati trend kimutatására nem tekinthető megbízhatónak.

Valóban, egy nemrég megjelent tanulmányban (Scariah et al. 2023) a Gale-kráter és környezetének esti hőmérsékletének évszakos változását elemezték a marsi 12. évtől a 35. marsi évig (ami a földi időszámítás szerint 1976–2020-nak felel meg), különböző keringő szondák adatai alapján. Az adatok változékonyságot mutattak (beleértve a hőmérséklet jelentős csökkenését a 26. és a 32. marsi évben), de trendet? Nem.

Összefoglalva: a Mars hideg, száraz éghajlatát hosszú távon elsősorban a pályaexcentricitás, rövid távon pedig a porral és az albedóval kapcsolatos változások alakítják, nem pedig a Nap változásai. Mindenesetre tudjuk, hogy a Nap nem melegíti fel a Naprendszer bolygóit, mert a Nap kibocsátását pontosan mérni tudjuk, mind itt a Földön, mind a közeli világűrben.