4 миллиарда лет назад Марс был живой планетой. Под толстым слоем атмосферы, на поверхности планеты располагались озера и текли реки. Но потом что-то случилось. В результате таинственного катаклизма атмосфера Марса исчезла. Без защитного слоя на планете образовались сложные условия, планета высохла, а вода замерзла.
Тайна исчезновения атмосферы интересовала многих ученых. Она растаяла где-то в космосе, или может быть ее унесла каменная оболочка планеты? По последним данным миссии MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) атмосфера планеты была почти полностью сдута с планеты солнечным ветром.
Этот процесс продолжается и сейчас. «Получается, что Марс выпустил свою атмосферу в космос, вместо того чтобы удерживать ее вокруг планеты. Это главная, если не самая важная причина исчезновения атмосферы на планете» — комментирует руководитель исследования Брюс Янковский. Такие выводя ученые сделали благодаря наблюдениям за аргоном, в атмосфере Марса.
В потере атмосферы виновен непосредственно солнечный ветер, то есть поток заряженных частиц, непрерывно испускаемых Солнцем. Когда частицы сталкиваются с молекулами в атмосфере планеты они создают ионы, которые легко втягиваются в космос. Вновь образовавшиеся ионы могут действовать на другие частицы так же, как шар, начинающий игровой процесс в бильярде – рассеивая молекулы во все стороны. Некоторые из них попадают в космос.
Как установили ученые НАСА, солнечный ветер легче улавливает более легкие молекулы, потому что они находятся в более высоких частях атмосферы, где они более доступны. Сравнивая концентрации аргона-36 и аргона-38 (атомов, имеющих по 36 или 38 нейтронов) на различных высотах в атмосфере, ученые выяснили как быстро аргон-36 исчез из атмосферы. Затем они использовали эти данные для моделирования влияния солнечного ветра на другие типы молекул, присутствующих в атмосфере Марса и пришли к выводу, что в течение последних четырех миллиардов лет, примерно 66 процентов атмосферы исчезло в космосе.
Теперь ученые планируют проследить за остальными изотопами, находящимися в атмосфере Марса. Особенно их интересует углерод, кислород и водород, которые образуют важные для жизни компоненты.
Как замечают исследователи, в случае с углеродом, ситуация может быть сложнее чем с аргоном. Его концентрация в атмосфере меняется в зависимости от сезона — в зимний период углерод замерзает, чтобы в теплое время года превратиться в пар. Углекислый газ легко вступает в химические реакции, образуя новые частицы.
Несмотря на успех ученых, тайна пропавшей атмосферы решена еще не полностью. Несмотря на то, что большая часть газов уходит в космос, другие процессы также могут играть в этом важную роль, например, впитывающие оболочки планеты. Первые выводы кладут тень на планы терраформирования Марса при помощи двуокиси углерода, чтобы атмосфера планеты соответствовала земным условиям.
Этот процесс был бы гораздо проще, если бы углерод все время находился в замороженном виде, дожидаясь нашей деятельности. Но похоже на то, что большая часть углекислого газа Марса исчезла навсегда, где-то в пространстве. Того что осталось не достаточно для создания плотного и комфортного для людей слоя атмосферы.
«Если весь углекислый газ исчез в космическом пространстве, его уже нет на планете.» — комментирует Янковский. «Это означает, что компонентами, находящимися на Марсе запустить процесс терраформирования не получится». Как видите, все ингредиенты мы сами должны будем доставить на эту планету.
