Новые данные о ранней атмосфере Марса свидетельствуют о влажной планете, способной поддерживать жизнь
Новое исследование свидетельствует о том, что Марс родился влажным, с плотной атмосферой, которая позволяла существовать тепловато-горячим океанам в течение миллионов лет. Чтобы прийти к такому выводу, исследователи разработали первую модель эволюции марсианской атмосферы, которая ассоциирует высокие температуры, связанные с формированием Марса в расплавленном состоянии, с образованием первых океанов и атмосферы.
Об этом рассказывают в Институте SETI, передают OstanniPodii.com.
Разработанная модель показывает, что, как и на современной Земле, водяной пар в марсианской атмосфере был сконцентрирован в нижних слоях атмосферы, а верхняя атмосфера Марса была "сухой", поскольку водяной пар конденсировался в виде облаков на нижних уровнях атмосферы. Молекулярный водород (H2), наоборот, не конденсировался и переносился в верхние слои атмосферы Марса, где терялся в космос. Этот вывод - что водяной пар конденсировался и удерживался на раннем Марсе, тогда как молекулярный водород не конденсировался и исчез — позволяет напрямую связать модель с измерениями, сделанными космическими аппаратами, в частности, марсоходом "Кьюриосити" (Curiosity).
«Мы считаем, что смоделировали ранее игнорируемую главу ранней истории Марса в период сразу после формирования планеты. Чтобы объяснить полученные данные, первоначальная марсианская атмосфера должна была быть очень плотной (более чем в 1000 раз плотнее современной атмосферы) и состояла в основном из молекулярного водорода (H2)», - сказал Кавех Пахлеван, научный сотрудник Института SETI.
«Этот вывод является важным, поскольку известно, что H2 является сильным парниковым газом в плотных средах. Эта плотная атмосфера могла бы создать сильный парниковый эффект, что позволило бы очень ранним океанам с теплой и горячей водой оставаться стабильными на поверхности Марса в течение миллионов лет, пока H2 постепенно не был потерян в космос. По этой причине мы делаем вывод, что в то время, когда еще не сформировалась сама Земля, Марс был рожден влажным».
Данные, ограничивающие модель, —это соотношение дейтерия к водороду (D/H) (дейтерий — тяжелый изотоп водорода) различных марсианских образцов, включая марсианские метеориты и те, что были проанализированы "Кьюриосити". Метеориты с Марса в основном являются магматическими породами — они образовались, когда недра Марса расплавились и магма поднялась к поверхности. Вода, растворенная в этих внутренних (мантийных) магматических образцах, имеет соотношение дейтерия к водороду, подобное соотношению водорода в океанах Земли, что указывает на то, что обе планеты начинали с подобным соотношением D/H и что их вода происходила из одного источника в ранней Солнечной системе.
В противоположность этому, "Кьюриосити" измерил соотношение D/H древней 3-миллиардной глины на поверхности Марса и обнаружил, что это значение в ~3 раза больше, чем в океанах Земли. Очевидно, на момент образования этих древних глин, поверхностный резервуар воды на Марсе — гидросфера — имел значительную концентрацию дейтерия по отношению к водороду. Единственным известным процессом, который может привести к такому уровню концентрации (или "обогащению") дейтерия, является преимущественная потеря более легкого изотопа Н в космос.
Модель также показывает, что если бы марсианская атмосфера была богата Н2 во время своего формирования (и более чем в ~1000 раз плотнее, чем сегодня), то поверхностные воды были бы естественным образом обогащены дейтерием в 2-3 раза относительно внутренних, воспроизводя наблюдения. Дейтерий отдает преимущество в распределении в молекулах воды по отношению к молекулярному водороду (Н2), который преимущественно поглощает обычный водород и выходит из верхних слоев атмосферы.
«Это первая опубликованная модель, которая естественным образом воспроизводит эти данные, что дает нам определенную уверенность в том, что описанный нами сценарий эволюции атмосферы соответствует ранним событиям на Марсе», - сказал Пахлеван.
Кроме интереса к наиболее ранним средам на планетах, атмосферы, богатые H2, имеют важное значение для поиска Институтом SETI жизни за пределами Земли. Эксперименты, проведенные еще в середине 20-го века, показывают, что предбиотические молекулы, причастные к зарождению жизни, легко образуются в таких богатых H2 атмосферах, но не так легко в атмосферах, бедных H2 (или более "окислительных"). Это означает, что ранний Марс был теплой версией современного Титана и по меньшей мере таким же перспективным местом для зарождения жизни, как и ранняя Земля, если не более перспективным.
Результаты исследования будут опубликованы в журнале Earth and Planetary Science Letters.
! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.