|
Был ли Марс обречен стать пустыней
|
|
|
|
Одна из величайших нерешенных проблем современной планетологии написана на поверхности Марса. На Марсе есть каньоны, прорезанные реками, поэтому когда-то здесь было достаточно тепло для жидкой воды. Как и почему сегодня Марс превратился в бесплодную пустыню? Исследование, проведенное ученым-планетологом из Чикагского университета Эдвином Кайтом, дает новое объяснение тому, почему на Марсе, кажется, никогда надолго не бывает прохладно.
|
|
|
|
Опубликованная в журнале Nature их модель предполагает, что периоды жидкой воды, которые мы наблюдаем в прошлом, были вызваны более ярким солнцем, и что условия на Марсе означают, что со временем он превращается в пустыню — в отличие от Земли, которая долгое время оставалась пригодной для жизни.
|
|
|
|
Исследование основано на результатах миссии NASA Mars Science Laboratory Curiosity, о которых было объявлено в апреле: марсоход наконец-то обнаружил породы, богатые карбонатными минералами, которые могли бы объяснить, куда делась атмосфера Марса.
|
|
|
|
"В течение многих лет у нас оставался без ответа огромный вопрос о том, почему Земле удалось сохранить свою пригодность для жизни, в то время как Марс ее утратил", - сказал Кайт, доцент кафедры геофизических наук, который является ученым-участником миссии Curiosity.
|
|
|
|
|
|
|
"Наши модели показывают, что периоды обитаемости на Марсе были скорее исключением, чем правилом, и что Марс, как правило, саморегулируется как пустынная планета".
|
|
"Золотой век" марсианской науки
|
|
|
|
Марс имеет почти такой же состав, как и Земля — это каменистая планета, с большим количеством углерода и воды, достаточно близкая к солнцу, чтобы оно согревало ее, но не поджаривало, — и все же сегодня это ледяная пустыня, в то время как Земля изобилует жизнью. В течение многих лет ученые искали ответ на вопрос, почему вы читаете это с Земли, а не с Марса.
|
|
|
|
Тайна стала еще более загадочной, когда мы смогли увидеть прорезанные реками долины и старые русла озер на поверхности Марса, свидетельствующие о том, что на планете в какой-то момент действительно был климат, достаточно теплый для существования жидкой воды.
|
|
|
|
"К счастью, Марс сохранил следы этой экологической катастрофы в горных породах на своей поверхности", - сказал Кайт. - И сегодня мы живем в золотой век науки о Марсе, когда на поверхности находятся два марсохода, работающих на плутонии, а на орбите - международный флот космических аппаратов, которые позволяют нам глубоко исследовать планету в поисках этих следов".
|
|
|
|
Когда дело доходит до поддержания на планете теплого климата, недостаточно просто начать с этого — необходимы механизмы обеспечения стабильности с течением времени, способные реагировать на изменения на планете и вокруг нее.
|
|
|
|
Ученые полагают, что Земля делает это с помощью тонко сбалансированной системы, которая перемещает углерод с неба в горные породы и обратно. Углекислый газ в атмосфере согревает планету, но более высокие температуры также ускоряют реакции, которые удерживают углекислый газ в горных породах, что в конечном итоге противодействует повышению температуры. В конечном счете углерод просачивается обратно в атмосферу в результате извержений вулканов. На протяжении миллионов лет этот цикл, по-видимому, поддерживал на Земле относительную стабильность и благоприятные условия для жизни.
|
|
|
|
Исследователи предположили, что на Марсе также может происходить аналогичный цикл, но самоограничивающийся.
|
|
|
|
Это связано с тем, что яркость нашего солнца со временем увеличивается очень и очень медленно — примерно на 8% за миллиард лет. Ученые предполагают, что по мере того, как солнце становится ярче, на Марсе начинает течь жидкая вода. Но затем эта вода начинает задерживать углекислый газ в горных породах, как это происходит на Земле, что снова превращает планету в холодную и бесплодную пустыню.
|
|
|
|
"В отличие от Земли, где постоянно происходят извержения вулканов, Марс сейчас находится в состоянии вулканической спячки, и средняя скорость выделения вулканических газов на Марсе низкая", - объяснил Кайт.
|
|
|
|
"Таким образом, в этой ситуации у вас на самом деле нет баланса между поступлением и удалением углекислого газа, потому что, если у вас есть даже небольшое количество жидкой воды, вы будете поглощать углекислый газ за счет образования карбонатов".
|
|
|
|
Группа разработала обширные модели, показывающие, как могут происходить эти колебания. Они предполагают, что на Марсе бывают короткие периоды отсутствия жидкой воды, за которыми следуют периоды пустынь продолжительностью в 100 миллионов лет. Излишне говорить, что отсутствие пригодности для жизни на протяжении 100 миллионов лет вредно для жизни.
|
|
|
|
Загадка Марса
|
|
|
|
Объяснение стало возможным благодаря открытию Curiosity, о котором было объявлено ранее в этом году, богатых карбонатами пород на поверхности Марса. Ученые объяснили, что в течение многих лет это было недостающим фрагментом головоломки.
|
|
|
|
Чтобы на Марсе была жидкая вода, атмосфера должна была быть плотнее и состоять из парниковых газов, таких как углекислый газ. Но сегодня атмосферы очень мало, и остается загадкой, куда девался углерод.
|
|
|
|
"Люди годами искали могилу для атмосферы", - сказал Кайт.
|
|
|
|
Самым простым объяснением было бы то, что он был втянут в скалы, как это происходит на Земле, но первые тесты марсохода не выявили никаких признаков наличия богатых карбонатами пород.
|
|
|
|
Curiosity потребовалось путешествие на марсианскую гору под названием Маунт Шарп, чтобы, наконец, обнаружить эти карбонатные породы. По мере того, как это будет продолжаться, дальнейшие тесты покажут, так ли широко распространен карбонат, как подозревают исследователи.
|
|
|
|
"Это действительно то, чего вы не сможете узнать, пока на поверхности не появится марсоход", - сказал соавтор исследования Бенджамин Тутоло, профессор Университета Калгари. "Химические и минералогические измерения, которые они предоставляют, действительно необходимы для нашего постоянного поиска того, как и почему планеты остаются пригодными для жизни, чтобы найти другие гостеприимные миры во Вселенной".
|
|
|
|
Источник
|
