RW Space

По всем проведенным нами измерениям поверхность Марса в настоящее время представляет собой негостеприимную пустошь. По засушливой поверхности бродят только пыльные дьяволы; единственная вода — лед. Однако свидетельства того, что вода когда-то текла и скапливалась на поверхности планеты, продолжают расти.

Присутствие жидкой воды означает, что Марс мог поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем … но остается один животрепещущий вопрос: насколько, Марс был достаточно теплым в первые дни Солнечной системы, когда молодое Солнце было холоднее и слабее?

Новое исследование нашло ответ: геотермальное тепло могло подняться из глубины планеты — в этом случае лучшее место для жизни — глубоко под поверхностью.

«Даже если парниковые газы, такие как углекислый газ и водяной пар, закачиваются в атмосферу раннего Марса при компьютерном моделировании, климатическим моделям все еще трудно поддерживать теплый и влажный Марс», — сказал планетолог Луджендра Оджа из Университета Рутгерса в Нью-Брансуике.

«Я и мои соавторы предполагаем, что парадокс слабого молодого Солнца можно решить, по крайней мере частично, если бы на Марсе в прошлом было сильное геотермальное тепло».

Парадокс слабого молодого Солнца — это противоречие между наличием жидкой воды в ранней Солнечной системе и слабостью Солнца. Согласно нашему пониманию звездной эволюции, через миллиард или около того лет после его образования 4,6 миллиарда лет назад солнечное тепло и свет составляли лишь около 70 процентов от его нынешней выработки.

Даже сегодня Марс — прохладное место. Он получает только около 43 процентов солнечного потока, который получает Земля. Следовательно, средняя температура намного ниже земной  -63 градуса по Цельсию (-81 градус по Фаренгейту). Конечно, это всего лишь средний показатель; температура действительно поднимается выше точки плавления воды, примерно до 30 градусов по Цельсию (хотя из-за низкого атмосферного давления на Марсе в настоящее время лед сублимируется, а не тает).

Считается, что между 4,1 и 3,7 миллиардами лет назад, вода была в изобилии на поверхности планеты, но климатические модели с трудом достигают средней температуры выше -0,15 градусов по Цельсию.

Возможность того, что планета нагревается изнутри, поддерживая жидкие грунтовые воды в течение длительного времени, не нова. Гидротермальные минералы, добытые глубоко под землей в результате столкновений комет и свидетельства диагенеза подземных вод на ряде участков, подтверждают модели внутреннего нагрева.

Здесь, на Земле, мы видим эффекты геотермального нагрева под ледяными щитами в высоких широтах. Радиоактивный распад таких элементов, как уран, калий и торий, в земной коре приводит к образованию тепла, которое распространяется на поверхность; не так уж и много, но когда есть толстый слой льда, препятствующий уходу тепла, может удерживаться достаточно тепла, чтобы растопить часть этого льда, создавая подледные озера.

Итак, Оджа и его команда смоделировали теплофизическую эволюцию льда и оценили, сколько тепла потребуется для образования талой воды и подледных озер на холодном и замерзшем Марсе.

Затем сравнили это с различными наборами данных о Марсе, чтобы определить, было ли это возможно на Марсе 4 миллиарда лет назад. И обнаружили, что условия для таяния подземных вод в то время были повсеместными, а вулканизм и удары метеоритов, возможно, обеспечивали дополнительное тепло.

По-прежнему возможно, что поверхность Марса какое-то время была теплой и влажной, но этот климат, по словам исследователей, не будет стабильным в долгосрочной перспективе. Марс потерял свое магнитное поле довольно рано в своей истории.

По словам исследователя, только на больших глубинах, поддерживаемых в жидком состоянии за счет геотермального отопления, вода могла оставаться стабильной в течение длительного времени. Если бы на поверхности была жизнь, она могла бы следовать за водой внутрь.

«Итак, недра может представлять собой самую долгоживущую обитаемую среду на Марсе».

Другое исследование с использованием гидролокатора предполагает, что жидкая вода все еще присутствует под землей на Марсе и сегодня. Ученые считают, что подземные озера Марса могут быть чрезвычайно солеными, поскольку соленость снижает температуру замерзания воды.

Ученые нашли свидетельства грязевого вулканизма на Марсе, где подземные влажные отложения выталкиваются вверх под действием давления. Вода, конечно, сублимируется, когда достигает поверхности.

В июле этого года стартовали три новые миссии на Марс, которые должны прибыть в феврале 2021 года. Возможно, мы очень близки к тому, чтобы получить гораздо больше ответов.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.