4 миллиарда лет назад Марс был дружественной планетой. Под плотной атмосферой, на поверхности планеты были озера и реки. Но в результате таинственного катаклизма атмосфера Марса исчезла. Без защитного слоя планета оказалась в суровых космических условиях, и вода замерзла.
Почему на Марсе нет атмосферы
Секрет исчезновения атмосферы беспокоил ученых. Исчезло ли оно под воздействием космоса или поглощено каменной корой планеты? Последние данные миссии MAVEN (Mars Atmosphere и Volatile EvolutioN) показывают, что атмосфера была почти полностью сдута солнечным ветром.
Этот процесс продолжается и по сей день: « Оказывается, что Марс выпустил свою атмосферу в космос вместо того, чтобы держать ее вокруг планеты. Это главная, если не самая главная причина исчезновения атмосферы на планете “, – комментирует директор исследования Брюс Янковский.
Солнечный ветер – поток заряженных частиц, постоянно излучаемых солнцем – несет ответственность за иссчезновение атмосферы. Когда молекулы сталкиваются с молекулами, они могут образовывать ионы в атмосфере данной планеты, которые легко втягиваются в космос. Вновь образованные ионы могут также воздействовать на другие молекулы, подобно мячу, открывающему игру в бильярд – рассеивать молекулы со всех сторон. Некоторые из них отправятся в космос.
Ученые НАСА обнаружили, солнечный ветер легче захватывает более легкие молекулы, потому что они находятся в более высоких частях атмосферы. Сравнивая концентрацию аргона-36 и агона-38 (атомов с 36 или 38 нейтронами) на разных высотах в атмосфере, ученые обнаружили, как быстро аргон-36 исчез из атмосферы. Затем они использовали эту информацию для моделирования воздействия солнечного ветра на другие типы молекул, присутствующих в атмосфере Марса. И пришли к выводу, что за последние четыре миллиарда лет около 66 процентов атмосферы улетело в космос.
Теперь ученые планируют посмотреть на оставшиеся изотопы, найденные в атмосфере Марса. Они особенно заинтересованы в углероде, кислороде и водороде, которые образуют жизненно важные компоненты.
Как замечают исследователи, в случае углерода, ситуация будет не так легко описать, как с аргоном. Его концентрация в атмосфере варьируется в зависимости от сезона – зимой он замерзает в ледяном покрове, и сублимируя себя в пар в теплые месяцы. Двуокись углерода также легко вступает в химические реакции, создавая новые молекулы.
Несмотря на успех, загадка утраченной атмосферы еще не до конца разгадана. Хотя большинство газов уходит в космос, другие процессы также могут играть важную роль, например, поглощающая способность коры планеты.
Первые выводы, однако, бросают тень на планы учёных по терраформированию Марса для жизни людей с помощью углекислого газа, чтобы согласовать атмосферу планеты с земными условиями.
Этот процесс был бы намного проще, если бы углерод все еще находился в замороженном состоянии, ожидая только выброса под влиянием нашей деятельности. Однако, большая часть углекислого газа Марса навсегда исчезла где-то в космосе. Оставшегося недостаточно, чтобы создать достаточно густую и комфортную атмосферу для людей.
« Если весь углекислый газ исчез в космосе, его уже нет на планете, чтобы выбросить его в атмосферу» , – комментирует Янковский. « Это означает, что мы не можем производить терраформирование из компонентов, найденных на Марсе ».