Планета Марс відома нам своєю тонкою атмосферою, збагаченою CO2, який забезпечує більшу частину атмосферної маси та тиску. Фактично, цей тиск схожий на стратосферний тиск Землі на висоті 30 км над її поверхнею.
Тоді де ж вода? Наразі вода на північному полюсі Марса лежить на поверхні як шари льоду товщиною в тисячі метрів. Часом вона з’являється у вигляді сезонного інею (коли холодно) або пари в атмосфері (коли тепліше). Однак марсіанська атмосфера майже в сто разів сухіша, аніж земна.
Коротко кажучи, опади на Землі, які утворюють кількасантиметрові калюжі, на Марсі заледве створили б міліметрову плівку
Тож чому на Марсі майже не лишилося води? Щоб розібратися у питанні, ми стисло оглянули останнє опубліковане дослідження на Nature Astronomy.
Вода (у)тікає?
В нас є достатньо даних, аби припустити, що Марс не завжди був холодною посушливою планетою, якою ми її бачимо сьогодні. Існує багато свідоцтв наявности води на поверхні Марса впродовж мільярдів років. У ті славетні часи рідка вода дзюрчала великими потоками, утворюючи калюжі та цілі озера. Одне з таких озер (зараз це пустий кратер Езеро) колись побачив марсохід Perseverance.
Кратер Езеро, помічений марсоходом Perseverance у лютому 2021 року. Озеро, звісно ж, змодельоване. Джерело: NASA/JPL-Caltech
Такі сліди доводять, що рідка вода мусила циркулювати поверхнею достатньо довго, щоб залишити їх. А отже, був і відповідний клімат — геть несхожий на той, який ми споглядаємо сьогодні. Венера, Марс та Земля, ймовірно, утворилися в результаті накопичення і реакції схожих матеріалів. Це означає, що на ранніх етапах своєї історії вони мали бути дуже схожими. Земля та Венера фактично зберегли більшу частину своєї щільної атмосфери, а от Марс — через малі розміри та низький рівень гравітації — втратив її майже повністю.
Тепер в атмосфері (висота >200 км) молекули розпадаються на атоми й відриваються від гравітації Марса
Як це відбувається?
Нові дані, опубліковані в Nature Astronomy, показали, як працюють механізми «витоку» води з Марсу в космос. Річ у тому, що хімічний склад марсіанської води досить специфічний. Існують різні ізотопи води, де атоми водню можуть бути замінені, наприклад, дейтерієм, який важчий за водень.
Концентрація цього дейтерію в воді на Марсі майже в 6 разів вища за земну. Науковці інтерпретують цей факт як доказ того, що водень зникає з Марсу, залишаючи після себе важчі елементи. Логічним висновком стане, що раніше на Марсі води було щонайменш в 6 разів більше. Себто поверхню вкривав 100-метровий шар рідини, а клімат, ймовірно, був теплішим та вологішим.
Ці дані науковці отримали завдяки Trace Gas Orbiter — спеціальному марсіанському супутнику-досліднику. Тепер ми знаємо як вода (H2O) і «важка» вода з дейтерієм (HDO) мандрують із нижніх шарів атмосфери у верхні та згодом — до космосу.
Простіше кажучи, вода з Марсу зникає через фотоліз — розпад атомів водню, які виходять з марсіанської атмосфери.
З огляду на це інший супутник NASA MAVEN зможе відстежувати кількість водню та дейтерію в екзосфері планети. Науковцям буде легше описати повний цикл колообігу води на Марсі, розробити сценарії «населеності» планети та підтвердити, що колись там все ж таки існувало життя.
За матеріалами: Tokar.ua
