Крижані хмари могли зберігати ранній Марс достатньо теплим для річок та озер, свідчить дослідження

Одну з найбільших таємниць сучасної космічної науки акуратно підсумовано поглядом з "Наполегливості" НАСА, який недавно приземлився на Марс: сьогодні це пустельна планета, і все ж марсохід осів прямо біля дельти давньої річки.

Про це розповідають у Чиказькому університеті.

Явне протиріччя бентежило вчених десятиліттями, особливо тому, що в той самий час, коли Марсом протікали річки, він отримував менше третини сонячного світла від тієї кількості, якою ми радіємо сьогодні на Землі.

Але у новому дослідженні, проведеному під керівництвом вченого-планетолога з Чиказького університету, доцента геофізичних наук і експерта з питань клімату інших світів Кайта, використовується комп′ютерна модель, щоб надати багатообіцяюче пояснення: Марс міг мати тонкий шар крижаних висотних хмар, що утворювали парниковий ефект.

"Між нашими доказами та нашою здатністю пояснити їх з точки зору фізики та хімії існує незручна невідповідність", - каже Кайт. "Ця гіпотеза має велике значення для подолання цієї прогалини".

З численних пояснень, які раніше висували вчені, жодне з них ще ніколи цілком не спрацьовувало. Наприклад, деякі припустили, що зіткнення величезного астероїда могло виділити достатньо кінетичної енергії, щоб зігріти планету. Але інші розрахунки показали, що цей ефект тривав би лише рік-два -- а сліди древніх річок та озер показують, що потепління, ймовірно, тривало щонайменше сотні років.

Кайт та його колеги хотіли переглянути альтернативне пояснення: висотні хмари, як циррусні на Землі. Навіть невелика кількість хмар в атмосфері може значно підвищити температуру планети -- парниковий ефект, подібний до атмосфери з вуглекислим газом

Вперше ідея була запропонована у 2013 році, але вона в основному була відкладена, оскільки, зазначив Кайт, "було аргументовано, що вона буде працювати, лише якщо хмари мають неправдоподібні властивості". Зокрема, моделі припускали, що вода повинна затриматись на довгий час в атмосфері -- набагато довше, ніж зазвичай на Землі, -- тому вся перспектива здавалася малоймовірною.

Використовуючи 3D-модель атмосфери всієї планети, Кайт та його команда приступили до роботи. Вони виявили, що відсутнім фрагментом була кількість льоду на поверхні. Якби лід покривав великі частини Марса, це створило б поверхневу вологість, яка б сприяла низько розташованим хмарам, які, як вважають, не дуже сильно зігрівають планети (або навіть можуть їх охолодити, оскільки хмари відбивають сонячне світло від планети).

Але якщо є лише клаптики льоду, наприклад, на полюсах і на вершинах гір, повітря біля поверхні стає набагато сухішим. Ці умови сприяють високому шару хмар -- хмар, які, як правило, легше прогрівають планети.

Результати моделювання показали, що вченим, можливо, доведеться відкинути деякі найважливіші припущення, засновані на нашій конкретній планеті.

"У моделі ці хмари поводяться дуже не схоже на Землю", - сказав Кайт. "Побудова моделей на основі земної інтуїції просто не спрацює, оскільки це зовсім не схоже на кругообіг води Землі, який швидко переміщує воду між атмосферою та поверхнею".

Тут, на Землі, де вода покриває майже три чверті поверхні, вода рухається швидко і нерівномірно між океаном, атмосферою та сушею -- рухаючись закрученими завихреннями, що означає, що деякі місця переважно сухі (Сахара), а інші залиті (Амазонка). На відміну від них, навіть на піку своєї придатності для життя Марс мав значно менше води на своїй поверхні. Коли водяна пара потрапляє в атмосферу, згідно з моделлю Кайта, вона затримується.

"Наша модель припускає, що як тільки вода переходить у ранню марсіанську атмосферу, вона залишатиметься там досить довго -- близько року -- і це створює умови для довговічних висотних хмар", - сказав Кайт.

Нещодавно висаджений марсохід НАСА Perseverance повинен також мати можливість перевірити цю ідею різними способами, наприклад, проаналізувати гальку, щоб реконструювати минулий атмосферний тиск на Марсі.

За твердженням вчених, розуміння повної історії про те, як Марс здобув і втратив тепло і атмосферу, може допомогти в пошуку інших придатних для життя світів.

"Марс важливий, оскільки це єдина відома нам планета, яка мала здатність підтримувати життя, а потім втратила її", - каже Кайт. "Довготривала стабільність клімату на Землі надзвичайна. Ми хочемо зрозуміти всі шляхи, якими може порушитися довгострокова кліматична стабільність на планеті, і всі шляхи (а не лише земний), якими вона може підтримуватися. Цей квест визначає нове поле порівняльної планетарної життєпридатності".

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.