Планетологи долгое время пытаются понять, как Марс из планеты с водоемами на поверхности превратился в безжизненную красную пустыню. Как известно, современная марсианская атмосфера в сто раз слабее земной. Давление у поверхности планеты таково, что вода на ней не может существовать в жидком виде существенное время, поскольку она очень быстро испаряется. Но на древнем Марсе существовали реки и озера, а значит, и атмосфера была значительно плотнее. Причины и скорость потери Марсом атмосферы – один из ключевых вопросов в истории этой планеты.

Диоксид углерода, т. е. углекислый газ, является основным компонентом марсианской атмосферы. В результате химического взаимодействия атмосферы с поверхностью планеты, он переходит в минералы в качестве составного элемента. Из этих минералов состоят марсианские карбонатные породы. В прошлом многие ученые рассчитывали найти на Марсе большое количество богатых углеродом пород, образовавшихся на ранних этапах развития планеты, когда атмосфера была плотной, а температура поверхности – выше, чем в наши дни. Однако исследовательские космические аппараты в последние десятилетия принесли неожиданные данные: в целом на Марсе распространены породы с низкой концентрацией углерода. Найдено лишь несколько более-менее крупных районов в повышенным содержанием этого элемента. Самый известный из них называется Борозды Нили (Nili Fossae). Он находится в северном полушарии планеты на небольшом расстоянии от экватора.

На днях в журнале «Геология» была опубликована статья, авторы которой анализируют крупнейшее известное отложение карбонатных пород на Марсе. Они предполагают, что в древности атмосфера Марса была не настолько плотной, как считалось ранее. «В наиболее крупных локализациях карбонатных пород на Марсе концентрация углерода превышает концентрацию в атмосфере Марса не более чем в два раза». – поясняет соавтор исследования Бетани Эльманн, сотрудник Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения НАСА. – «Даже в сумме все известные отложения не содержат достаточно углерода, чтобы он защищал достаточно плотную атмосферу в то время, когда на поверхности Марса существовали реки».

Статья сотрудника Геологической службы США Кристофера Эдвардса и Бетани Эльман основана на данных, собранных космическими аппаратами Mars Global Surveyor, Mars Reconnaissance Orbiter и Mars Odyssey. Ученые рассчитали количество углерода в Бороздах Нили и, сравнив с концентрацией этого элемента в более современных породах, смогли оценить содержание углерода в атмосфере Марса в период формирования этого региона. Их вывод гласит, что, для того, чтобы на поверхности Марса в то время могла существовать вода, потребуется 35 месторождений такого масштаба, как Борозды Нили. Крайне маловероятно, что в ходе множества детальных наблюдений исследовательские зонды их пропустили. Конечно, более древние породы погребены под поверхностью Марса и недоступны для наблюдений, однако они не объясняют, как на Марсе могли существовать реки в условиях тонкой атмосферы.

Одно из возможных объяснений загадки гласит, что Марс терял атмосферу через верхние слои, и большая часть вещества «утекла» в космос, а не в горные породы. Кроме того, наблюдаемые нами долины могли образоваться в результате деятельности временных водотоков, а не рек. «Возможно, Марс был не влажным и теплым, а влажным и холодным». – говорит Эдвардс. – «Насколько теплым он должен быть, чтобы на поверхности сформировались долины? Не особо. В большинстве регионов для этого было бы достаточно льда и снега, а не воды. И тогда хватило бы того, чтобы температура время от времени поднималась выше точки замерзания воды».

Марсоход Curiosity, сравнивая соотношение легкого и тяжелого углерода в современной атмосфере Марса, уже косвенно подтвердил, что вещество покидало атмосферу через ее верхние слои. Остается некоторая неопределенность относительно того, какая часть этих потерь пришлась на период до деятельности воды на поверхности Марса. Разрешить эту загадку поможет MAVEN – зонд, уже почти год находящийся на орбите Марса. Основной его задачей является именно изучение атмосферы и ее истории.

Ссылка: www.nasa.gov

Обсудить