Первобытные океаны Марса
В начале истории Солнечной системы условия на Земле и Марсе скорее всего были весьма похожими. Считается, что на обеих планетах примитивная атмосфера состояла в значительной степени из одинаковых газов. Главным образом это были водяной пар, углекислый газа и азот, выбрасываемые из вулканов. Однако в случае с Землей было выброшено гораздо больше воды, чем могла освоить атмосфера. И основная ее часть образовала океаны, которые существуют до сих пор.
Некоторые данные указывают на то, что океан также сформировался и на Марсе. Он покрывал, по некоторым оценкам, треть поверхности планеты. И имел среднюю глубину около 1700 метров. Большое количество двуокиси углерода в марсианской атмосфере, вероятно, приводило к сильному парниковому эффекту. Он позволял сохранять среднюю температуру на планете выше 0 C.
Такие условия, вместе с существенным атмосферным давлением, (возможно, подобным существующему в настоящее время на Земле), позволили бы поверхностным водам оставаться в жидком состоянии. На Земле в это время активность тектонических плит, и связанная с ней вулканическая деятельность обеспечили насыщение атмосферы углекислым газом. Это сыграло решающую роль в поддержании равномерного климата на всей планете. Но на Марсе кора, по-видимому, состоит всего из одной пластины.
Из-за своего небольшого размера Марс не имеет достаточно внутреннего тепла для поддержания тектонической и вулканической активности. Возможно, она существовала какое-то время, когда он был молодым. Но после того, как марсианские вулканы замолчали, углекислый газ перестал поступать в атмосферу. А тот, что уже был в атмосфере, постепенно улетучился в космос.
Как и на Земле, большие количества атмосферного углекислого газа, вероятно, поглощались жидкой водой на поверхности Марса. И превращались в карбонаты. Поэтому марсианские океаны и реки, вероятно, сыграли важную роль в своей собственной гибели. Поскольку связывали все большее количество углекислого газа. Этот процесс привел к снижению атмосферного давления и уменьшению парникового эффекта. А ведь именно они поддерживали температуру поверхности выше точки замерзания воды.
Когда на Марсе была вода?
Точная временная датировка этих драматических изменений климата непроста. И исследователи продолжают спорить о том, когда и как долго Марс был теплым и влажным. Первоначальная, образованная вулканами марсианская атмосфера, вероятно возникла около 4 миллиардов лет назад. Это произошло к концу периода тяжелой первичной бомбардировки.
Судя по структуре долинных систем и той степени, в которой некоторые кратеры ранней фазы бомбардировки, по-видимому, были разрушены проточной водой, сильный парниковый эффект должен был сохраняться примерно 500 миллионов лет. Однако даже после этого некоторое количество поверхностных вод предположительно продолжало существовать в течение длительного времени. Они продолжали связывать углекислый газ. И в итоге атмосфера была истощена до нынешнего уровня. Согласно одной из оценок, последние остатки некогда великого океана Марса исчезли около 3 миллиардов лет назад.
Причины остывания Марса
Был ли Марс теплым и влажным всего однажды – очень спорный вопрос. Возможно, Марс испытывает периодические ледниковые периоды. Так же как и Земля. И в настоящее время находится в фазе продолжительного холодного сна. Для этого может быть несколько причин. Вариации наклона марсианской оси вращения, например, гораздо более выражены, чем у Земли. Это происходит из-за гравитационного воздействия Юпитера.
Другим возможным источником изменения климата могут быть колебания количества солнечной энергии. Она отражается обратно в космос марсианскими полярными шапками. Переносимая ветром пыль, которая попадает на марсианский лед, заставляет эти участки затемняться. Или очищаться. В зависимости от времени года на планете. Постепенное долговременное снижение отражательной способности полюсов может привести к их нагреванию и расплавлению. Это высвобождает достаточно углекислого газа для того, чтобы позволить жидкой воде снова появиться на поверхности. (Некоторые способы искусственного воплощения этой мысли в один прекрасный день могут стать основой механизма покрытия жидкой водой поверхности Красной Планеты).
Наконец, вполне возможно, что повлияли на Марс и изменения в светимости Солнца. Некоторые из каналов, которые, как предполагается, когда-то содержали воду, имеют приблизительно одинаковый возраст. По некоторым оценкам он составляет около 1 миллиарда лет.