Каналы Марса

Был ли Марс действительно теплым и влажным миллиарды лет назад?

Представление художника о водяном льде на Марсе. NASA.
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 хотите Принять Прочитать больше

Живой космос cможет принять любую посещаемость благодаря кешированию WP Super Cache

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: