6.1K
Солнечный ветер и радиация ответственны за исчезновение марсианской атмосферы и превращение Марса из планеты, которая могла поддерживать жизнь миллиарды лет назад, в холодный пустынный мир. Это подтвердилось новыми результатами миссии NASA «MAVEN» во главе с Университетом Колорадо в Боулдере (США).
«Вывод команды основан на результате, который показал, что около 65% аргона, который когда-либо находился в атмосфере Марса, растворился в космосе», – говорит Брюс Якоски, главный исследователь «MAVEN» и ведущий автор статьи, опубликованной в Science.
Члены команды «MAVEN» ранее объявили об измерениях, свидетельствующих об исчезновении атмосферного газа в космическом пространстве, и описали процессы, обуславливающие это явление. В представленном анализе для оценки объемов потерянного газа используются данные о современной атмосфере Марса.
Жидкая вода на поверхности Марса, необходимая для жизни, в настоящее время нестабильна, потому что атмосфера слишком холодна и разрежена. Однако сухие русла рек и минералы, которые могли образоваться только в присутствии жидкой воды, указывают на то, что древний марсианский климат обладал другими условиями: достаточно теплыми, чтобы вода протекала по поверхности в течение долгого времени.
У планеты есть много способов потерять часть своей атмосферы. Например, химические реакции могут блокировать газ в поверхностных породах, или атмосфера может быть разрушена излучением и ветром родительской звезды. Новый результат показывает, что солнечный ветер и радиация стали причиной большей части атмосферных потерь Марса и что истощение было достаточным для трансформации марсианского климата.
По данным команды, молодые звезды производят гораздо более интенсивное ультрафиолетовое излучение и ветры, поэтому потеря атмосферы, вероятно, происходила в более ранней истории Марса, и эти процессы доминировали, контролируя климат и обитаемость планеты. Микробная жизнь могла существовать на поверхности молодого Марса. Когда планета остыла и иссякла, жизнь могла быть загнана в недра или вынуждена превратиться в редкие поверхностные оазисы.
Якоски и его команда измерили атмосферное содержание двух разных изотопов аргона. Поскольку более легкий из двух изотопов ускользнет в космос, он оставит газ, обогащенный более тяжелым изотопом. Команда использовала это обогащение и то, как оно варьируется с высотой в атмосфере, чтобы оценить, какая часть атмосферного газа была перетянута в космос.
Аргон не может химически реагировать с чем-либо, поэтому он не будет секвестрирован в камнях, и единственным процессом, который может удалить его в космос, является физическое распыление солнечным ветром. Ионы, поглощенные солнечным ветром, воздействуют на Марс на высоких скоростях и физически выбивают атмосферный газ в космос. Команда отслеживала именно аргон, потому что его можно удалить только таким способом. Как только они определили количество потерянного аргона, они смогли определить потерю других атомов и молекул, включая двуокись углерода (CO2).
CO2 представляет интерес, поскольку является основной составляющей атмосферы Марса и эффективным парниковым газом, который может сохранять тепло и нагревать планету. «Мы определили, что большая часть СО2 планеты также была изгнана в космос солнечным ветром», – говорит Брюс Якоски.
Команда проводила оценку, используя данные о верхней атмосфере Марса, полученные с помощью прибора NGIMS зонда «MAVEN», а также измерения с поверхности Марса, сделанные с помощью прибора SAM, установленного на борту марсохода «Curiosity». «Комбинированные измерения позволяют лучше определить, сколько марсианского аргона ушло в космос за миллиарды лет. Использование измерений с обеих платформ указывает на ценность наличия нескольких миссий, дополняющих друг друга», – объясняет Пол Махаффи из Центра космических полетов NASA им. Годдарда, соавтор статьи и главный исследователь инструментов SAM и NGIMS.