Ученые приблизились к пониманию того, как именно Марс растерял свою воду и большую часть атмосферы, пишут планетологи в своей недавней статье. Они объяснили, что нынешние наблюдения планеты и геологические «отпечатки» ее далекого прошлого создавали явное несоответствие.
Дело в том, что на поверхности Марса наблюдают многочисленные следы его давнего водного изобилия: извилистые русла пересохших рек, глинистые минералы, которые образуются только в присутствии воды в жидком состоянии, и даже бывшие морские берега. По оценкам, примерно четыре миллиарда лет назад в Северном полушарии планеты был океан, сравнимый с земным Северным ледовитым.
Это означает, что атмосфера Марса изначально была такой же плотной, как у Земли — для существования воды именно в жидком состоянии на поверхности планеты требуется достаточное атмосферное давление. Сейчас его, конечно, нет, поэтому при нагреве марсианский лед не тает, а немедленно испаряется — сублимирует.
На первый взгляд, нынешняя ситуация на Марсе не слишком удивительна: по сравнению с Землей у него втрое более слабая гравитация и к тому же практически нет магнитного поля, которое защищало бы его от космической радиации. Именно летящие от Солнца и всей галактики заряженные частицы считают главными «врагами» Красной планеты: они влетают в верхние слои ее атмосферы, разбивают там на части молекулы воды, и отделенные от них атомы водорода в силу своей легковесности улетучиваются в космос.
Но при подробном изучении этого процесса возникают вопросы. По данным спутниковых приборов, сейчас Марс каждую секунду теряет примерно 500 граммов атомарного водорода. Это без малого 16 тысяч тонн в год. Ученые уверены, что в прошлом эти потери должны были происходить гораздо более стремительно. Они рассчитали предполагаемую плотность древней марсианской атмосферы и соответствующую скорость «ухода» из нее водорода — и глубоко задумались: эта скорость все равно слишком мала, чтобы объяснить нынешнее положение дел.
При этом планетологи наблюдают в марсианских породах любопытные особенности. К примеру, в кратере Гейл, где работает марсоход Curiosity, явные озерные отложения чередуются с сухими слоями. Это говорит о том, что Марс переживал скачки от периодов влажности до длительных засух. Отсюда подозрение, что планета «высыхала» не равномерно, а рывками. И теперь ученые нашли объяснение этим рывкам — похоже, их провоцировали изменения наклона марсианской оси.
Сейчас ось вращения Красной планеты наклонена на 25,2 градуса по отношению к плоскости обращения планет вокруг Солнца — так называемой эклиптике. И этот наклон незаметно уменьшается. Меж тем, по расчетам, в прошлом он мог временами достигать 66 градусов, а в последние 250 миллионов лет в среднем составлял 35 градусов. Эти колебания происходят с определенной периодичностью, основной цикл длится сотни тысяч лет, но есть и более длительные.
Так вот, недавнее исследование показало, что при наклоне марсианской оси на уровне 35 градусов на планете должно было резко усиливаться испарение полярных льдов — они были больше «развернуты» к Солнцу. Это дополнительно насыщало атмосферу водяным паром и одновременно усиливало ветер, который поднимал этот пар в верхние слои атмосферы.
Все это делало «побег» водорода из марсианского воздуха заметно более интенсивным. Ученые пришли к выводу, что это сыграло большую роль в превращении когда-то полноводного Марса в нынешнюю холодную пустыню.
Напомним, Земля не испытывает таких сильных колебаний наклона благодаря наличию у нее Луны: она стабилизирует ось планеты.
Ранее ученые рассказали, как большие объемы воды могли в прошлом погрузиться в недра Марса и создать там подземные резервуары.
