Вода. Когда речь идет об оценке потенциала планеты для поддержки жизни, речь всегда идет о воде. Марс может иметь немного жидкой воды в виде случайных соленые потоки вниз по стенам кратера, но большинство, кажется, заперто в полярных льдах или спрятано глубоко под землей. Поставьте чашку с продуктами в солнечный марсианский день сегодня и, в зависимости от условий, они могут быстро замерзнуть или просто испариться, чтобы испариться в ультратонкой атмосфере планеты.
Доказательства обильной жидкой воды в бывших затопленных равнинах и извилистых руслах рек можно найти почти повсюду на Марсе. НАСА Любопытный ровер обнаружил залежи полезных ископаемых, которые образуются только в жидкой воде и гальке, окруженной древним потоком, который когда-то прорывался по полу кратера Гейла. И в этом заключается парадокс. Вода, кажется, волей-неволей хлестала по Красной планете 3-4 миллиарда лет назад, так что же происходит сегодня?
Во всем виновата атмосфера Марса. Более густой, более сочный воздух и сопровождающее его повышение атмосферного давления сохранят стабильность воды в этой чашке. Более плотная атмосфера также изолировала бы тепло, помогая сохранять планету достаточно теплой, чтобы жидкая вода могла скапливаться и течь.
Различные идеи были предложены для объяснения предполагаемого истончения воздуха, включая потерю магнитного поля планеты, которое служит защитой от солнечного ветра.
Конвекционные токи внутри его расплавленного никель-железного ядра, вероятно, создавали первоначальную магнитную защиту Марса. Но когда-то в начале истории планеты течения прекратились либо из-за охлаждения ядра, либо из-за ударов астероидов. Без взбалтывающего ядра магнитное поле засохло, позволяя солнечному ветру разделять атмосферу от молекулы к молекуле.
Солнечный ветер разъедает марсианскую атмосферу
Измерения от текущего НАСА Мавен миссия показывают, что солнечный ветер отбирает газ со скоростью около 100 грамм (что эквивалентно примерно 1/4 фунта) каждую секунду. «Подобно краже нескольких монет из кассы каждый день, потери становятся значительными с течением времени», - сказал Брюс Якоски, главный следователь MAVEN.
Исследователи из Гарвардская школа инженеров и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) предложить другой, менее обрезанный сценарий. Основываясь на их исследованиях, ранний Марс, возможно, время от времени нагревался от мощного парникового эффекта. В статье, опубликованной в Письма о геофизических исследованияхИсследователи обнаружили, что взаимодействие между метаном, углекислым газом и водородом в ранней марсианской атмосфере могло создать теплые периоды, когда планета могла поддерживать жидкую воду на своей поверхности.
Команда сначала рассмотрела влияние СО2очевидный выбор, поскольку он включает 95% современной атмосферы Марса и отлично удерживает тепло. Но если учесть, что Солнце сияло на 30% слабее 4 миллиарда лет назад по сравнению с сегодняшним днем, CO2 в одиночку это не подрезать.
«Вы можете сделать климатические расчеты, где вы добавляете CO2 и в сотни раз увеличьте нынешнее атмосферное давление на Марсе, и вы никогда не достигнете температур, даже близких к температуре плавления », - сказал он. Робин Вордсворт, доцент кафедры экологических наук и инженерии в SEAS, и первый автор статьи.
Углекислый газ - не единственный газ, способный предотвратить попадание тепла в космос. Метан или СН4 сделаю работу тоже. Миллиарды лет назад, когда планета была более геологически активной, вулканы могли проникнуть в глубокие источники метана и выбросить газы в атмосферу Марса. Подобно тому, что происходит на луне Сатурна Титане, солнечный ультрафиолетовый свет разорвал бы молекулу на две части, освобождая при этом водородный газ.
Когда Вордсворт и его команда посмотрели на то, что происходит, когда метан, водород и углекислый газ сталкиваются и затем взаимодействуют с солнечным светом, они обнаружили, что комбинация сильно поглощает тепло.
Карл СаганАмериканский астроном и популяризатор астрономии впервые предположил, что потепление водородом могло иметь важное значение на раннем Марсе еще в 1977 году, но ученые впервые смогли точно рассчитать его парниковый эффект. Это также первый случай, когда метан оказался эффективным парниковым газом на раннем Марсе.
Когда вы принимаете во внимание метан, у Марса могли быть эпизоды тепла, основанные на геологической активности, связанной с землетрясениями и вулканами. Там было по крайней мере три вулканические эпохи за всю историю планеты - 3,5 миллиарда лет назад (о чем свидетельствуют лунные, похожие на кобылы равнины), 3 миллиарда лет назад (меньшие щитовые вулканы) и 1-2 миллиарда лет назад, когда гигантские щитовые вулканы, такие как Олимп Монсбыли активны. Таким образом, у нас есть три потенциальных выброса метана, которые могли бы перенастроить атмосферу, чтобы учесть более мягкий Марс.
Огромный размер Олимпа Монса практически выкрикивает огромные извержения длинный промежуток времени. В промежуточное время водород, легкий газ, продолжал бы уходить в космос до тех пор, пока не восполнится следующим геологическим переворотом.
«Это исследование показывает, что согревающие эффекты как метана, так и водорода были значительно недооценены», - сказал Вордсворт. «Мы обнаружили, что метан и водород, а также их взаимодействие с углекислым газом намного лучше согревали ранний Марс, чем предполагалось ранее».
Мне кажется, что Карл Саган шел по этой дороге 40 лет назад. Он всегда давал надежду на жизнь на Марсе. За несколько месяцев до своей смерти в 1996 году он записал это:
«… Может быть, мы на Марсе из-за великолепной науки, которую можно сделать там - врата чудесного мира открываются в наше время. Может быть, мы на Марсе, потому что мы должны быть, потому что есть эволюционный процесс, к которому к нам привел глубокий кочевой импульс, ведь мы пришли от охотников-собирателей, и за 99,9% нашего пребывания на Земле мы были странниками. И еще одно место, куда можно отправиться, это Марс. Но какова бы ни была ваша причина на Марсе, я рад, что вы там. И я бы хотел быть с тобой.
