Почему Марс все еще продолжает высыхать?

Ученые обнаружили, что некогда влажный Марс и сейчас сбрасывает воду в космос. Вопреки предыдущим предположениям, молекулы H2O переносятся в верхние слои его атмосферы. Там они распадаются, и молекулярный водород улетает в космос. Об этом свидетельствуют данные зонда НАСА MAVEN, согласно которым, сезонные эффекты и пыльные бури переносят воду на большую высоту.

Сегодня Марс - это морозная пустынная планета, но теперь точно известно, что наш сосед, как и Земля, был полон жидкой воды, однако в ходе своей эволюционной истории потерял большую часть своей живительной влаги. Сегодня ее остатки образуют ледяные шапки на полюсах, небольшие количества воды есть под землей и в разреженной атмосфере. За миллиарды лет большая часть ее была расщеплена УФ-излучением на водород, который затем мог буквально легко улететь в космос.

По следам потери воды

Исходя из наличия водорода в верхних слоях атмосферы, этот процесс и сегодня высушивает Марс. Однако модель происходящего показывает, что вода превращается в водород только в нижних атмосферных слоях, а лишь потом поднимается в верхние. Предполагалось, что молекулы H2O не могут подняться выше определенных значений, поскольку затем они кристаллизуются и вновь опускаются вниз. Это явление называется гигропаузой. Как показывают результаты исследователей, возглавляемых Шейном Стоуном (Shane Stone) из Университета Аризоны в Тусоне, на Марсе ярко выраженной гигропаузы больше нет.

 

Результаты основаны на оценке данных зонда НАСА MAVEN, который, вращаясь вокруг Марса, регулярно погружается в верхние слои его атмосферы. При этом анализатор может регистрировать концентрацию веществ, включая молекулы H2O. Исследователям удалось обнаружить воду на удивительно большой высоте: около 160 км над поверхностью планеты. Там молекулы воды очень быстро разрушаются ионами, а образующийся при этом атомарный водород затем теряется в космосе.

Особенно иссушают Марс пыльные бури

Степень увеличения водяного пара связана на нашем воинственном соседе с сезоном и пыльными бурями. По сравнению с Землей, он вращается вокруг центральной звезды по несколько более эллиптической орбите. Поэтому южное полушарие Марса оказывается летом ближе всего к Солнцу. За это время его поверхность максимально нагревается, что, видимо, связано с усилением мобилизации воды.

Исследователи следят за потерей воды на красной планете. Фото: Petmal / iStock

По мнению ученых, ежегодные региональные штормы, а также крупные глобальные пыльные бури, которые циркулируют по планете примерно каждые десять лет, еще больше нагревают атмосферу и увеличивают в 20 раз перенос воды в самые верхние слои атмосферы. Только одна такая 45-дневная буря, выбрасывает в космос такое же количество воды, какое Марс потерял бы за спокойный год.

Потеря атмосферы и выброс воды в космос - одна из основных причин того, что Марс сегодня холодный и сухой по сравнению с теплой и влажной Землей, считает Стоун. Этот процесс, возможно, сыграл важную роль в высыхании планеты. Когда исследователи прогнозировали данные за последний миллиард лет, они пришли к выводу о значительной потере воды:

«Если бы мы взяли воду, удаленную в результате сезонного процесса, и равномерно распределили ее по всей поверхности Марса, возник бы глобальный океан глубиной около 44 см. Эффект глобальных штормов добавило бы дополнительно около 17 см».
Шейн Стоун

Однако, как подчеркивают исследователи, неясно, какую роль этот процесс сыграл в общей потере воды на нашей соседней планете, та как эффект гигропаузы Марса мог раньше быть сильнее из-за его более плотной атмосферы.

«До того, как начался процесс, который мы описываем, должна была произойти значительная утечка атмосферы в космос. Мы должны еще точнее выяснить последствия этого процесса и момент, когда он начал действовать».
Шейн Стоун

Источник: wissenschaft.de