Каналы Марса

Был ли Марс действительно теплым и влажным миллиарды лет назад?

0

Благодаря многолетним исследованиям с использованием роботизированных орбитальных миссий, посадочных аппаратов и роверов ученые получили уверенность, что миллиарды лет назад на поверхности Марса текла жидкая вода. Однако осталось много неясностей, в том числе не решен вопрос о периодичности или регулярности этого явления. Другими словами, был ли Марс действительно «теплым и влажным» миллиарды лет назад, или он был более похож на «холодный и ледяной»?

Характер поверхности и атмосферы Марса может дать ответы на вопросы. Об этом говорит новое исследование ученых из Университета Брауна. В принципе, ранний Марс мог иметь значительное количество поверхностного льда, который испытывал периодическое плавление, производя достаточно жидкой воды, чтобы создать древние долины и озера, наблюдаемые сегодня на планете.

Каналы Марса
Обширные каналы, пронизывающие южную гору Марса, показывают, что планета была когда-то более теплой и влажной. Авторы: NASA / JPL-Caltech / Аризонский государственный университет

Ученые попытались найти связь между геологией Марса, которая предполагает, что планета была когда-то теплой и влажной, и ее атмосферной моделью, предполагаеющей, что там было холодно. Они продемонстрировали, что вполне вероятно в прошлом Марс был скован ледниками. Во время пиковых суточных температур летом эти ледники плавились по краям и по поверхности текла жидкая вода.

Этот процесс происходил многие годы, и этих небольших месторождений талой воды было бы достаточно, чтобы создать признаки, наблюдаемые сегодня на поверхности. В частности, они могли бы «вырезать» ту сетку каналов, которая наблюдается на южных высокогорьях Марса.

Чтобы определить связь между атмосферными моделями и геологическими данными, команда ученых начала свою работу с оценки современной климатической модели Марса. Эта модель предполагает, что 4 миллиарда лет назад атмосфера планеты состояла в основном из углекислого газа (как и сегодня) и что солнечной энергии попадало на Марс гораздо меньше, чем сейчас. Из этой модели они определили, что в ранние дни Марс был холодным и ледяным.

Долины Марса
Nanedi Valles, примерно 800-километровая долина, простирающаяся на юго-запад и лежащая в районе Ксанте-Терра, к юго-западу от Chryse Planitia. Авторы: ESA / DLR / FU Berlin (G. Neukum)

Тем не менее, они также включили ряд переменных, которые, возможно, также присутствовали на Марсе 4 миллиарда лет назад. К ним относятся наличие более толстой атмосферы, что позволило бы получить более значительный парниковый эффект. Поскольку ученые не пока могут прийти к общему мнению, насколько плотную атмосферу имел Марс в период от 4,2 до 3,7 миллиарда лет назад, исследователи использовали модели с учетом различных правдоподобных уровней плотности атмосферы.

Ученые также рассматривали разновидности орбиты Марса, которые могли бы существовать 4 миллиарда лет назад, что также происходило на основе предположений. Также был протестирован широкий диапазон правдоподобных сценариев, которые включали различия в осевом наклоне и разной степени его эксцентриситета. Это повлияло бы на то, сколько солнечного света получено одним полушарием по сравнению с другим, и привело к более значительным сезонным колебаниям температуры.

В итоге была создана модель, в которой ледяные области были расположены вблизи от современных каналов в южной части высокогорья. В то время как средняя годовая температура планеты в этих сценариях была значительно ниже нуля, в этом регионе в летнее она поднималась выше нуля. Осталось только продемонстрировать, что объема произведенной воды будет достаточно, чтобы вырезать эти каналы.

Еще в 2015 году профессора Джим Хэнд и Элиот Розенберг представили исследование, в котором оценивалось минимальное количество воды, необходимое для производства самой большой из этих долин. Используя эти оценки, наряду с другими исследованиями, обеспечивающими оценки необходимых скоростей стока и продолжительности формирования каналов, ученые нашли правдоподобный сценарий который сработал.

Земля и Марс
Был ли Марс теплым и водянистым ?Или ледяным шаром, который иногда испытывал таяние льда? Автор: Кевин Гилл

Ученые обнаружили, что если бы Марс имел эксцентриситет 0,17 (по сравнению с его текущим эксцентриситетом 0,0934), осевым наклоном 25 ° (по сравнению с 25,19 ° сегодня) и атмосферным давлением 600 мбар (в 100 раз большим, чем сегодня), тогда потребовалось бы от 33 000 до 1 083 000 лет для производства достаточного количества талой воды и образования сети каналов. Для круговой орбиты, осевого наклона 25 ° и атмосферы 1000 мбар, это заняло бы около 21 000 – 550 000 лет.

Степени эксцентриситета и осевого наклона, требуемые в этих сценариях, находятся в пределах диапазона возможных орбит Марса 4 миллиарда лет назад.

Мысль о том, как Марс мог иметь теплую, текущую воду на своей поверхности в то же самое, когда уровень солнечной активности был намного слабее, чем сегодня, оставалась предметом многих дебатов. В последние годы исследователи выдвинули различные предложения относительно того, как планета могла быть согрета, начиная от перистых облаков до периодических всплесков метанового газа из-под поверхности.

Хотя это последнее исследование не совсем уладило дискуссию между «теплыми и водянистыми» и «холодными и ледяными» лагерями, оно предлагает убедительные доказательства того, что эти два состояния планеты могут быть не взаимоисключающими.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментировать

Войти с помощью: 

Этот сайт использует куки. Вы можете отказаться, если хотитеПринятьПрочитать больше

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: