Як Марс втратив воду: винуватицею виявилася "дивовижна" буря

Вчені вивчили дані з шести приладів, встановлених на три апарати, і знайшли нове пояснення того, куди могла подітися вода, що існувала на Марсі в минулому. Вони вважають, що пилові бурі виштовхують воду в атмосферу Червоної планети, де вона активно руйнується цілий рік, повідомляє Science Alert.

На думку вчених, у минулому на Марсі існувало достатньо води для того, щоб покрити його поверхню океаном глибиною 100 метрів. Для того, щоб визначити це, вони використовують метод співвідношення дейтерію і водню (D/H).

ВАС ЗАЦІКАВИТЬ

Невідомий Марс: учені розповіли, наскільки блакитною була Червона планета

Дейтерій, важчий ізотоп водню, становить невеликий відсоток атомів цього елемента в молекулах води. Ця трохи важча версія води — відома як "важка вода" — з меншою ймовірністю буде винесена високо в атмосферу, де вона згодом руйнується ультрафіолетовим випромінюванням, а утворені атоми водню несуться сонячним вітром. Згодом співвідношення дейтерію до звичайного водню у воді збільшується, оскільки дедалі більше і більше більш легкої форми елемента забирає вітер.

Вчені виміряли співвідношення D/H на Марсі, і воно виявилося в п'ять-вісім разів вищим, ніж на Землі. Екстраполюючи ці розрахунки, можна сказати, що на Марсі було достатньо води, щоб покрити більшу частину його поверхні на глибину кількох сотень метрів, можливо, у вигляді льоду.

Щоб зрозуміти, куди ця вода поділася, необхідно розуміти марсіанські пори року. У Червоної планети, як і у Землі, є нахил осі обертання, а отже, на ній змінюються сезони. Але її орбіта більш еліптична. Це означає, що одне "літо", коли планета перебуває ближче до перигелію (найближчій до Сонця точці), набагато тепліше, ніж інше, коли вона наближається до афелію — найдальшої точки від Сонця. Тобто, літо на півдні Марса набагато тепліше, ніж на півночі. До цього вчені вважали, що вода потрапляє в атмосферу тільки у відносно теплі періоди південного літа.

Але в новому дослідженні вчені спростовують це припущення. Вони показують, що вода потрапляє в атмосферу внаслідок дуже специфічного шторму в північній півкулі. Тепліше літо збільшує втрату вологи через процес, за якого вода потрапляє у верхні шари атмосфери, де вона менш захищена від ультрафіолетового випромінювання, яке розщеплює її на складові молекули.

Під час пилових бур південного літа пил виштовхується в середні шари атмосфери, де нагріває повітря приблизно на 15 градусів Цельсія. Зазвичай на цій висоті утворюються хмари водяного льоду, що утримують воду за рахунок замерзання її молекул. Через підвищення температури, пов'язане з пилом, ці крижані хмари перестають утворюватися, даючи змогу воді підніматися вище у верхні шари атмосфери під час бур, де вона руйнується під впливом радіації.

Раніше вчені вважали, що це відбувається тільки під час південного літа. Але дані з апаратів ExoMars, Emirates Mars Mission і Mars Reconnaissance Orbiter зафіксували сильну бурю під час північного літа в 37-й марсіанський рік (2022-2023 роки на Землі), подібної до якої раніше не спостерігалося.

Вона спричинила той самий процес руйнування води, який очікується під час південного літа. Це вказує на те, що цикли пилових бур викидають воду в атмосферу Марса цілий рік. Тобто, її руйнування не залежить від пір року.

Раніше вчені з'ясували, що один із найдавніших марсіанських метеоритів, що впали на Землю, містить більше води, ніж передбачалося.