Radioaktiv stråling på Mars - Mer enn det vi tror?

Skrevet av Jeroen Ingolf Ketele 

Radioaktivitet er tilstede rundt oss hele tiden, og har en nøkkelrolle når det gjelder utviklingen av vår verden slik vi kjenner den. Radioaktiviteten på jorden kommer ikke bare fra radioaktive stoffer som allerede finnes på jorden. Den kommer også fra verdensrommet, enten fra fjerne galakser som ligger langt unna vår egen eller fra den nærmeste kilden av energi, nemlig solen. Det skal sies at mengden radioaktivitet som finnes på jorden ikke er stor sammenlignet med mengden radioaktivitet som finnes på andre planeter. I dette tilfellet skal vi sammenligne jorden og Mars.

Det er spesielt to faktorer som spiller en stor rolle når det gjelder mengden radioaktivitet som finnes på en planet. De to faktorene er magnetfeltet som finnes rundt planeten, men også atmosfæren til planeten. For å kunne besvare spørsmålet om radioaktiviteten på mars er det derfor nødvendig med kunnskap om både magnetfeltet som finnes rundt både jorden og Mars, men også deres atmosfærer.

Helt i starten kan det være en god ide å snakke litt om hvilken rolle solen spiller oppi det hele. Solen er en viktig del av solsystemet vårt. Den skaper liv men kan også være skadelig for liv. En del av strålingen som kommer fra solen består av atomkjerner der elektroner har blitt strippet vekk. Disse beveger seg med tilnærmet lysets hastighet og har svært høy energi. Når kjernene treffer og/eller interagerer med blant annet biologisk materialet «slås» elektroner fra atomer og molekyler i materialet vekk, også kalt ionisering. Slik stråling gjør stor skade på blant annet mennesker og dyr, fordi molekylene og atomene som har blitt ionisert har fått sine egenskaper forandret. Dette sørger dermed for at biologiske systemer i kroppen som var avhengige av disse molekylene og atomene som nå har blitt ionisert, ikke fungerer slik de originalt var ment.[1]

Sammenlignes Mars og jorden er det tydelige forskjeller, der jorden er en planet med store mengder vann og synlig biologisk liv. I motsetning til jorden er Mars en ørken av stein og sand, og ut ifra det vi vet i dag også livløst. Hva er grunnen til disse forskjellene? La oss først se litt på diss to planetenes magnetfelt. Det er flere teorier om hva som skaper jordens magnetfelt, men den teorien som er mest troverdig er at det i jordens indre flyter elektrisk ledende masse som genererer en elektrisk strøm. Denne strømmen setter videre opp et magnetfelt som forsterkes av forskjellige faktorer som vi ikke går videre inn på her. Hovedpoenget med å diskutere jordens magnetfelt er for å gjøre det klart at magnetfeltet hindrer store mengder av den tidligere nevnte ioniserende strålingen å komme inn i atmosfæren. Når det gjelder Mars tenkes det at Mars en gang hadde et kraftig magnetfelt, men som i stor grad forsvant som et resultat av enten en stor kollisjon eller rask nedkjøling av kjernen til planeten.

Når det gjelder planetenes atmosfærer er det også store forskjeller når det kommer til sammensetningen. Atmosfæren som finnes på jorden er delt i flere lag, som et resultat av trykk og gass sammensetningen i de forskjellige lagene: Troposfæren, stratosfæren, mesosfæren, thermosfæren, og eksosfæren. Gassene som utgjør mesteparten av atmosfæren er nitrogen (78,08%), oksygen (20,95%) og argon (0,93%). [2] Ozon (O3), oksygen (O2), vanndamp (H2O) og karbondioksid (CO2) absorberer ultrafiolett og infrarød stråling som slipper inn i atmosfæren. Når vi sier «absorberer» mener vi egentlig at gassmolekylene i atmosfæren splittes når de utsettes for radioaktiv stråling. Strålingen kan også reflekteres tilbake ut i verdensrommet eller den kan reflekteres videre ned til bakken, men da som stråling med lavere energi. Under finnes en kurve som viser absorbsjon av stråling fra de forskjellige molekylene i atmosfæren.


Figur 1: Grafen viser absorpsjon av stråling fra de forskjellige molekylene.[3]

 

 

 

Mars sin atmosfære er en del enklere enn jorden sin, som kan observeres i tabellen over mengdene av alle gassene som i dag utgjør Mars sin atmosfære. I tillegg er det lagt ved et søylediagram som sammenligner strålingsnivået i løpet av 500 dager på mars, med blant annet kosmisk stråling ved havnivå på jorden.

Tabell 1: Sammensetningen til Mars sin atmosfære. NB! HDO (Hydrogen-Deuterium-Oksygen).[4]

Hoved sammensetning (%)

CO2 (95,32), N2 (2,7), Ar (1,6), O2 (0,13), CO (0,08)

Tilstede i mindretall (ppm)

H2O (210), NO (100), Ne (2,5), HDO (0,85), Kr (0,3), Xe (0,08)

 

 

Figur 2: Søylediagram som sammenligner strålingsdose ved havnivå på Jorden med 500 dager på Mars.[5]

Fra tabellen over gassene i Mars sin atmosfære er det mulig å se at noen av gassene er de samme som vi finner i jorden sin atmosfære. Dette betyr at strålingen som blir absorbert på jorden også vil bli absorbert på Mars, bare i betydelig mindre mengder. Som en konklusjon er det rimelig å si at på grunn av mars sitt svake magnetfelt og som et resultat av dette tynn atmosfære, er dette årsaken til at radioaktive partikler slipper gjennom atmosfæren og gjør miljøet på Mars radioaktivt.

 

Kildeliste:

  1. https://spaceflight.nasa.gov/spacenews/factsheets/pdfs/radiation.pdf
  2. http://ndla.no/nn/node/59295

 

  1. http://environ.andrew.cmu.edu/m3/s2/04solarad.shtml

 

  1. https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/marsfact.html

 

  1. http://www.sci-news.com/space/science-mars-radiation-measurements-surface-01629.html

 

 

[1] https://spaceflight.nasa.gov/spacenews/factsheets/pdfs/radiation.pdf

[2] http://ndla.no/nn/node/59295

[3] http://environ.andrew.cmu.edu/m3/s2/04solarad.shtml

[4] https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/marsfact.html

[5] http://www.sci-news.com/space/science-mars-radiation-measurements-surface-01629.html

Publisert 27. apr. 2017 12:12 - Sist endret 6. aug. 2019 13:28