Всесвіт

Як пропадає марсіанська вода

Нещодавно ми писали, як і коли на Марсі могла з’явитися вода. Логічне продовження цієї історії-розповідь, як на цій планеті вода зникає. Фронт пилових хмар на Марсі.

Credit: ESA/DLR/FU Berlinз допомогою космічного апарату NASA Maven вчені виявили, що водяні пари піднімаються з поверхні Червоної планети в атмосферу вище, ніж будь-хто міг припустити. Там молекули води взаємодіють з іонами вуглекислого газу з іоносфери з виділенням водню, який легко випаровується в космос. Дослідники вважають, що цей механізм став однією з основних причин втрати Марсом глобального океану води, товщина якого мільярди років тому могла досягати сотень метрів.

Вчені опублікували роботу в журналі Science, в якій стверджують, що Марс продовжує втрачати воду і сьогодні. Це не новина для наукової спільноти, яка вже давно розробила модель механізму втрати вологи Червоною планетою. Але у своїй роботі автори уточнюють стару модель.

Раніше вважалося, що водяна пара не піднімається занадто високо: вище 40-50 км. Там знаходиться гігропауза-холодний шар, де відбувається конденсація парів. Залишаючись замкнутим в області нижче гігропаузи, водяна пара піддається фотодисоціації-розкладанню молекул на складові під дією сонячного ультрафіолету.

При цьому виділяється водень, проникає крізь гігропаузу і випаровується в космос. Для перевірки цієї теорії автори використовували інструмент Neutral Gas and Ion mass Spectrometer на супутнику MAVEN, який реєструє іони і нейтральні атоми. Для підвищення ефективності приладу орбіту MAVEN скорегували так, щоб апарат міг пролітати через верхні шари атмосфери.

Автори проводили дослідження протягом більш ніж двох марсіанських років. Вони виявили, що присутність водяної пари на висоті 150 км максимально, коли в південній півкулі планети настає літо. В цей час Марс підходить найближче до сонця, а завдяки більш теплій погоді на планеті вище ймовірність виникнення потужних пилових бур.

Такі результати не відповідають Старій теорії. Замість стабільного, постійного потоку молекул і атомів водню у верхній атмосфері, мас-спектрометр виявив іони води, водню і кисню з великою мінливістю їх концентрації в різні пори року. Причина тому-пряме перенесення вище гігропаузи водяної пари, який утворюється після випаровування льоду під час теплих сезонів.

Виявлення води так високо в атмосфері стало для дослідників великим сюрпризом. Висока літня температура і сильні вітри, які виникають в пилових бурях, сприяють прогріванню і ослаблення гігропаузи. Це дозволяє водяним парам досягти самих верхніх частин атмосфери.

Там вони розкладаються на свої складові-кисень і водень, які, в свою чергу, легко випаровуються в космос. Під час найпотужнішої глобальної пилової бурі в червні 2018 року (тієї самої, яка вивела з ладу марсохід Opportunity), вчені спостерігали у верхній атмосфері Червоної планети в 20 разів більше води, ніж зазвичай. За 45 днів цієї бурі Марс втратив стільки ж води, скільки зазвичай втрачає за цілий марсіанський рік.

Багаті у верхніх шарах іони вуглекислого газу можуть розбивати молекули води в 10 разів швидше, ніж це відбувається в нижніх шарах в процесі фотодисоціації. Відкриття докорінно змінює уявлення про те, з якою швидкістю Марс втрачає воду зараз, і які механізми відповідальні за це в минулому. Підраховано, що за останній мільярд років Червона планета могла позбутися такої кількості води, яке покрило б всю її поверхню шаром товщиною в 44 сантиметри.

За всі 4, 6 мільярдів років свого існування Марс позбувся шару води товщиною 105 метрів. Автор: Дмитро ЛогиновИсточник: https://science. sciencemag.
org/content/370/6518/824

Related posts

Leave a Comment