|
Марс был влажным и с плотной атмосферой
|
|
|
|
Новое исследование, опубликованное в Earth and Planetary Science Letters, предполагает, что Марс родился влажным, с плотной атмосферой, которая допускала существование океанов от теплых до горячих в течение миллионов лет. Чтобы прийти к такому выводу, исследователи разработали первую модель эволюции марсианской атмосферы, которая связывает высокие температуры, связанные с формированием Марса в расплавленном состоянии, с образованием первых океанов и атмосферы.
|
|
|
|
Эта модель показывает, что, как и на современной Земле, водяной пар в марсианской атмосфере был сконцентрирован в нижних слоях атмосферы и что верхняя атмосфера Марса была «сухой», потому что водяной пар конденсировался в виде облаков на более низких уровнях атмосферы. Молекулярный водород (H2), напротив, не конденсировался и был перенесен в верхние слои атмосферы Марса, где был потерян для космоса. Этот вывод о том, что водяной пар конденсировался и удерживался на раннем Марсе, тогда как молекулярный водород не конденсировался и улетучивался, позволяет напрямую связать модель с измерениями, сделанными космическими аппаратами, в частности, марсоходом Curiosity из научной лаборатории Марса.
|
|
|
«Мы считаем, что смоделировали пропущенную главу в самой ранней истории Марса сразу после образования планеты. Чтобы объяснить данные, изначальная марсианская атмосфера должна была быть очень плотной (более чем в 1000 раз плотнее современной атмосферы) и состоять из прежде всего из молекулярного водорода (H2)», — сказал Каве Пахлеван, научный сотрудник Института SETI.
|
|
|
|
«Это открытие важно, потому что известно, что H2 является сильным парниковым газом в плотных средах. Эта плотная атмосфера должна была вызвать сильный парниковый эффект, позволив очень ранним океанам с теплой водой оставаться стабильной на поверхности Марса в течение миллионов лет. лет до тех пор, пока H2 постепенно не исчез в космосе. По этой причине мы делаем вывод, что — во времена, когда еще не сформировалась сама Земля — Марс родился влажным».
|
|
|
|
Данные, ограничивающие модель, — это отношение дейтерия к водороду (D/H) (дейтерий — тяжелый изотоп водорода) различных марсианских образцов, включая марсианские метеориты и те, которые проанализированы Curiosity. Метеориты с Марса — это в основном магматические породы — они образовались, когда недра Марса расплавились, а магма поднялась к поверхности. Вода, растворенная в этих внутренних (мантийных) магматических образцах, имеет отношение дейтерия к водороду, подобное соотношению земных океанов, что указывает на то, что две планеты начинались с одинаковых отношений D/H и что их вода поступала из одного и того же источника. в ранней Солнечной системе.
|
|
|
|
Напротив, Curiosity измерил отношение D/H древней глины возрастом 3 миллиарда лет на поверхности Марса и обнаружил, что это значение примерно в 3 раза больше, чем у земных океанов. По-видимому, к тому времени, когда образовались эти древние глины, поверхностный резервуар воды на Марсе — гидросфера — содержал дейтерий в существенной концентрации по отношению к водороду. Единственный известный процесс, обеспечивающий такой уровень концентрации дейтерия (или «обогащение»), - это преимущественная потеря более легкого изотопа H в космос.
|
|
|
|
Далее модель показывает, что если марсианская атмосфера была богата водородом во время ее формирования (и более чем в 1000 раз плотнее, чем сегодня), то поверхностные воды естественным образом были бы обогащены дейтерием в 2–3 раза по сравнению с интерьер, воспроизводящий наблюдения. Дейтерий предпочитает разделяться на молекулу воды по сравнению с молекулярным водородом (H2), который предпочтительно поглощает обычный водород и уходит из верхних слоев атмосферы. «Это первая опубликованная модель, которая естественным образом воспроизводит эти данные, что дает нам некоторую уверенность в том, что описанный нами сценарий эволюции атмосферы соответствует ранним событиям на Марсе», — сказал Пахлеван.
|
|
|
|
Помимо интереса к самым ранним средам на планетах, богатые водородом атмосферы играют важную роль в поиске Институтом SETI жизни за пределами Земли. Эксперименты, проведенные еще в середине 20-го века, показывают, что пребиотические молекулы, участвующие в происхождении жизни, легко образуются в таких богатых водородом атмосферах, но не так легко в бедных водородом (или более «окисляющих») атмосферах. Подразумевается, что ранний Марс был теплой версией современного Титана и, по крайней мере, столь же многообещающим местом для зарождения жизни, как и ранняя Земля, если не более многообещающим.
|
|
|
|
Источник
|
