Современный ландшафт Марса - это нечто парадоксальное. Многие поверхностные особенности очень похожи на те, которые на Земле вызваны водной эрозией. Но из-за их жизни ученые не могут себе представить, как вода могла протекать по холодной и высушенной поверхности Марса в течение большей части истории Марса. В то время как Марс был когда-то более теплым и влажным местом, в течение миллиардов лет он имел очень тонкую атмосферу, что делает маловероятным поток воды и эрозию.
Фактически, в то время как поверхность Марса периодически становится достаточно теплой, чтобы позволить таянию льда, жидкая вода закипела бы после воздействия тонкой атмосферы. Однако в новом исследовании, проведенном международной группой исследователей из Великобритании, Франции и Швейцарии, было установлено, что другой вид транспортного процесса, включающий сублимацию водяного льда, мог привести к тому, что марсианский ландшафт станет тем, чем он является сегодня. ,
Исследование, которым руководил доктор Ян Раак - научный сотрудник Мари Склодовской-Кюри в Открытом университете, - недавно было опубликовано в научном журнале. Природа Связи. Это научное исследование, озаглавленное «Левитация осадка, вызванного водой, улучшает перенос вниз по склону на Марс», состояло из экспериментов, в которых проверялось, как процессы на поверхности Марса могут позволить перенос воды, не находясь в жидкой форме.
Для проведения своих экспериментов команда использовала камеру симуляции Марса, инструмент в Открытом университете, который способен моделировать атмосферные условия на Марсе. Это включало понижение атмосферного давления внутри камеры до нормального для Марса значения - около 7 мбар по сравнению с 1000 мбар (1 бар или 100 килопаскалей) здесь, на Земле, при одновременной корректировке температуры.
На Марсе температура колеблется от -143 ° C (-255 ° F) зимой на полюсах до 35 ° C (95 ° F) на экваторе в полдень летом. Воссоздав эти условия, команда обнаружила, что, когда водный лед подвергается воздействию моделируемой марсианской атмосферы, он не просто тает. Вместо этого оно станет нестабильным и начнет бурно испаряться.
Тем не менее, команда также обнаружила, что этот процесс будет способен перемещать большое количество песка и отложений, которые будут эффективно «левитировать» в кипящей воде. Это означает, что по сравнению с Землей относительно небольшое количество жидкой воды способно перемещать осадок по поверхности Марса. Эти левитирующие очаги песка и мусора могли бы образовывать большие дюны, овраги, повторяющиеся склоновые линии и другие особенности, наблюдаемые на Марсе.
В прошлом ученые указывали, как эти особенности были результатом переноса отложений вниз по склонам, но неясно, какие механизмы стоят за ними. Как объяснил доктор Ян Раак в пресс-релизе OUNews:
«Наше исследование обнаружило, что этот эффект левитации, вызванный кипячением воды под низким давлением, позволяет быстро переносить песок и отложения по всей поверхности. Это новое геологическое явление, которого нет на Земле, и оно может быть жизненно важным для понимания подобных процессов на других планетарных поверхностях ».
Благодаря этим экспериментам доктор Раак и его коллеги смогли пролить свет на то, как условия на Марсе могут учитывать особенности, которые мы склонны связывать с текущей водой на Земле. Помимо того, что это помогает разрешить несколько спорных вопросов, касающихся геологической истории и эволюции Марса, это исследование также важно, когда речь идет о будущих исследовательских миссиях.
Доктор Раак признает необходимость дополнительных исследований, чтобы подтвердить выводы своего исследования, и указал, что ЕКА ExoMars 2020 Rover будет иметь все возможности для его проведения после развертывания:
«Это контролируемый лабораторный эксперимент, однако исследования показывают, что влияние относительно небольших количеств воды на Марс при формировании элементов на поверхности, возможно, было сильно недооценено. Нам нужно больше исследовать, как вода поднимается на Марсе, и такие миссии, как ESA ExoMars 2020 Rover, дадут жизненно важную информацию, чтобы помочь нам лучше понять нашего ближайшего соседа ».
В соавторстве участвовали ученые из лаборатории STFC Резерфорда Эпплтона, Бернского университета и Нантского университета. Первоначальная концепция была разработана Сьюзен Дж. Конуэй из Нантского университета и финансировалась за счет гранта исследовательской инфраструктуры Europlanet 2020, которая является частью Программы исследований и инноваций Horizon 2020 Европейского Союза.
Обязательно посмотрите это видео доктора Яна Раака, объясняющего их эксперимент, любезно предоставленного Открытым университетом:
