Вода на Марсе очень быстро исчезает. Именно поэтому он стал Красной планетой

Марс преподнес исследователям очередной сюрприз. Измерения, проведенные орбитальной миссией по изучению марсианской атмосферы TGO, работающей в рамках российско-европейского комплексного проекта «ЭкзоМарс», показали, что темпы потерь воды Красной планетой, существенно выше, чем предполагалось до сих пор. О результатах исследования сообщает статья, опубликованная в журнале Science.

Почему высыхает Марс

На поверхности планеты вода в основном концентрируется в полярных ледовых шапках, откуда в мизерных дозах поступает в атмосферу в виде пара. Его так мало, что он смог бы образовать на марсианской поверхности водяной слой не более десяти микрон толщиной. Но и эта вода постоянно убывает из атмосферы.

Часть пара, конденсируясь на частицах пыли, образует мелкие кристаллики льда, из которых состоят облака, а часть попадает в верхнюю атмосферу. Здесь молекулы воды подвергаются фотолизу – разрушению до водорода и кислорода под действием жесткого солнечного ультрафиолета.

Кислород может остаться в атмосфере и вступить в реакцию с породами на поверхности, окисляя их. По крайней мере, часть оксида железа в составе марсианской пыли, придающего ей красный цвет, появилась в результате окисления фотолитическим кислородом. Что касается водорода, то его легкие ионы безвозвратно улетучиваются в космос: слабая гравитация Марса не в силах удержать их.

Минуя «холодные ловушки»

Однако водяному пару не так просто попасть в верхнюю атмосферу. Препятствием является механизм образования облаков, который срабатывает, когда количество пара превышает некоторое критическое при данной температуре значение. Излишек его конденсируется, формируя облака, и вода не покидает нижней атмосферы. Это явление получило название «холодной ловушки».

Ученые ожидали, что вследствие действия «холодных ловушек» верхние слои газовой оболочки Марса должны стать бедны водой. Однако обнаружилось, что она туда регулярно поступает. Для выяснения природы этого явления группа российских, французских, британских и австралийских исследователей проанализировала распределение воды по высотам марсианской атмосферы.

Ученые обработали данные с установленного на аппарате TGO российского прибора ACS (Atmospheric Chemistry Suite) за 2018–2019 годы. Прибор замеряет химический состав газовой среды и концентрацию соединений в ней. Для получения спектров он «смотрит» на Солнце сквозь атмосферу, что дает возможность построить высотное распределение того или иного вещества.

Сезонные шторма откачивают воду

Оказалось, что периодическое повышение концентрации воды на больших высотах приурочено к летним штормам в южном полушарии, когда пылевые бури приобретают глобальный характер. Водяной пар, невзирая на присутствие облаков, поднимается до 80 километров.

По-видимому, особую роль в этом процессе играет поведение пыли. При солнечном нагреве она очень эффективно отдает тепло окружающему газу, что способствует образованию восходящего потока.

При достаточной мощности такой теплый поток может вынести воду из нижней атмосферы настолько быстро, что она не успевает застрять в «холодной ловушке». Эта улетучившаяся вверх вода для Марса становится потерянной.

Ученые отмечают, что роль сезонных штормовых явлений на Марсе может оказаться значительно большей, чем считалось ранее. Будущие исследования позволят точнее определить количество пара, поступающего в верхнюю атмосферу, и построить модель процесса утраты воды небольшой планетой.

Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание

А вы следите за результатами исследований Марса?
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Следят за новыми комментариями — 6
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.