Неожиданный «ракетный шторм» может показать, как Марс потерял воду

Марсианская вода куда-то исчезла, но ученые уже много лет расходятся во мнениях относительно того, куда именно она делась.

Данные марсоходов, таких как Perseverance и Curiosity, а также орбитальных спутников, таких как Mars Reconnaissance Orbiter и ExoMars, показали, что Марс раньше был влажным миром с активным гидродинамическим циклом.

Очевидно, что это уже не так, но куда делась вся вода?

А Новая статья, в которой собраны данные как минимум с шести различных инструментов на трех разных космических кораблях, дает дополнительное понимание этого вопроса, показывая, что пыльные бури выталкивают воду в атмосферу Красной планеты, где она активно разрушается круглый год.

Эксперты считают, что когда-то на поверхности Марса было достаточно воды, чтобы покрыть большую часть этой поверхности на глубину сотен метров. Чтобы оценить это, они используют метод, называемый соотношением дейтерий/водород (D/H).

Дейтерий, более тяжелый изотоп водорода, составляет небольшой процент атомов водорода во всех молекулах воды. Эта слегка тяжелая версия воды, известная в просторечии как «тяжелая вода», с меньшей вероятностью будет выброшена высоко в атмосферу, где она впоследствии разрушается под воздействием УФ-излучения, а образовавшиеся атомы водорода уносятся солнечным ветром.

Поэтому со временем соотношение дейтерия к обычному водороду в воде увеличивается, поскольку все больше и больше более легкой формы элемента уносится ветром.

Ученые измерили это соотношение D/H на Марсе. в 5-8 раз больше, чем на Земле. Если экстраполировать эти расчеты, это означало бы, что на Марсе было достаточно воды, чтобы покрыть большую часть ее поверхности на глубину до нескольких сотен метров, возможно, в форме льда.

Чтобы найти ответ на вопрос, куда делась эта вода, необходимо знать времена года на Марсе.

Красная планета имеет наклон оси, как и Земля, а это означает, что на ней также есть времена года. Однако у него также гораздо более выраженная эллиптическая орбита, а это означает, что одно «лето», где планета находится ближе к перигелию (ближайшей точке к Солнцу), намного теплее, чем другое, когда она приближается к афелию — самой дальней точке от Солнца.

Для Марса это означает, что южное лето намного теплее, чем северное, и ученые долгое время считали, что процесс, посредством которого вода попадает в атмосферу, происходит только в относительно теплые периоды южного периода. летом.

Однако эта новая статья опровергает это предположение, показывая процесс потери воды из-за очень специфического типа «ракетного шторма» в северном полушарии, произошедшего несколько лет назад.

Более теплое лето увеличивает потерю влаги из-за процесса, посредством которого вода попадает в верхние слои атмосферы, где она менее защищена от УФ-излучения, которое разбивает ее на составляющие молекулы.

Во время пыльных бурь южного лета пыль выбрасывается в средние слои атмосферы, где она нагревает воздух примерно на 15°C. Обычно примерно на этой высоте формируются облака водяного льда, удерживающие воду в ловушке, замораживая ее молекулы.

Из-за увеличения тепла от пыли эти ледяные облака больше не формируются, позволяя воде подниматься выше в верхние слои атмосферы во время штормов, где она впоследствии разрушается радиацией.

Ученые ранее думали, что это происходит только в южные лета. Тем не менее, данные ExoMars, Emirates Mars Mission (EMM) и Mars Reconnaissance Orbiter зафиксировали сильный шторм северным летом 37-го марсианского года (2022-2023 для Земли), подобного которому никогда раньше не наблюдалось.

Очевидно, что они вызвали тот же процесс разрушения воды, который ожидался южным летом. Было доказано, что циклы пылевых бурь выбрасывали воду в верхние слои атмосферы круглый год, что позволяет предположить, что ее разрушение не ограничивалось определенными периодами истории Марса.

По теме: Марс: ученые выяснили, какой синей была Красная планета раньше

По общему признанию, этот ракетный шторм казался исключительно сильным, но исследователи полагают, что в прошлом Марса его осевой наклон мог быть еще больше наклонен к Солнцу, что способствовало бы шторму такого типа. Образование происходило в то время, когда лето было бы гораздо более теплым на севере.

Этот дополнительный «путь бегства» для воды может объяснить некоторые несоответствия между количеством воды на Марсе в настоящее время, количеством, которое, по нашему мнению, было на Марсе раньше, и процессами, которые, по нашему мнению, могли ее разрушить.

Эта статья была первоначально опубликована в журнале Universe Today. Прочтите оригинал статьи.