Марс потерял большую часть своей воды, но небольшое количество осталось в атмосфере планеты. Аппарат ESA Mars Express возможно обнаружил куда она пропала. Интересно, что потеря продолжается и в настоящее время, и этот процесс ускоряется благодаря пылевым бурям и близостью планеты к Солнцу.

Сегодня Марс — это засушливый и безжизненный мир, хотя вероятно когда-то он был таким как и наш. Доказательства этого видны на изображениях обширных, образованных наводнениями каналов, речных долин и дельт, вырезанных на поверхности планеты, а также благодаря радиолокационным наблюдениям за водоёмами, запертыми подо льдом и пылью Южного полюса Марса.

Вода на Марсе присутствует только в виде льда или газа, причина — низкое атмосферное давления на планете, которое составляет менее 1% от земного. За последние несколько миллиардов лет Марс потерял большую часть воды и этот процесс продолжается.

Два новых исследования, проведённые Анной Федоровой из Института космических исследований Российской академии наук и Жаном-Ивом Шофре из Лаборатории атмосферных наблюдений Spatiales во Франции, теперь проясняют механизм потери такого количества воды через атмосферу Марса. Как оказалось на этот процесс влияют как расстояние до Солнца так и изменения климата Красной планеты, в том числе знаменитые глобальные пылевые бури.

В обоих исследованиях использовались обширные многолетние данные, полученные орбитальным прибором SPICAM (инструмент был создан при участии ИКИ в рамках соглашения между Роскосмосом и французским космическим агентством CNES).

Атмосфера — это связующее звено между поверхностью планеты и космосом, она может многое рассказать нам о том, как Марс потерял свою воду. Мы изучали водяной пар в атмосфере на высоте до 100 км, эта область оставалась не исследована, в течение восьми марсианских лет.

Анна Федорова

Анна и её коллеги обнаружили, что водяной пар оставался на высоте до 60 км, когда Марс находится далеко от солнца, и поднимался до 90 км, когда Марс находится ближе всего к Солнцу (расстояние между Солнцем и Красной планетой колеблется от 207 миллионов до 249 миллионов километров).

Вблизи Солнца более высокие температуры и более интенсивная циркуляция в атмосфере не позволяли воде замерзать на определенной высоте. «Верхняя атмосфера становится увлажнённой и насыщенной водой, что объясняет, почему скорость потери воды в этом сезоне ускоряется – вода уносится всё выше, и в конце концов улетает в космос«, — добавляет Анна.

В те годы, когда Марс переживал глобальную пылевую бурю, верхние слои атмосферы становились ещё более влажными, накапливая воду в избытке на высотах более 80 км.

Это подтверждает, что пылевые бури, которые, как известно, нагревают и разрушают атмосферу Марса, также доставляют воду на большие высоты. Благодаря непрерывному мониторингу Mars Express мы смогли проанализировать последние две глобальные пыльные бури, в 2007 и 2018 годах, и сравнить с данными собранными во время их отсутствия, чтобы определить, как эти явления повлияли на потерю воды.

Анна Федорова

Этот вывод подтверждается исследованиями под руководством Жана-Ива, который смоделировал плотность атомов водорода в верхних слоях атмосферы Марса в течение двух лет и исследовал, как это связано с потерей воды.

Мы сравнили наши результаты с данными SPICAM и нашли совпадение – исключением оказался сезон бурь, во время которого наша модель недооценила количество водорода. Во время бурь через атмосферу выходит гораздо больше воды, чем предсказывала модель.

Жан-Ив Шофре

Жан-Ив и его коллеги подсчитали, что за два марсианских года, один из которых пришёлся на пылевую бурю, скорость потери воды менялась примерно в 100 раз, что подчеркивает значительное влияние пылевых бурь на этот процесс.

Полученные данные показывают, что Марс теряет слой воды глубиной примерно 2 метра за каждый миллиард лет. Тем не менее этого недостаточно, чтобы объяснить, куда делись те объёмы марсианской воды, которые сформировали современный ландшафт Марса.

Возможно, теперь она находится в грунте, либо в прошлом Марс терял воду ещё интенсивнее.

Жан-Ив Шофре

Результаты Анны, Жан-Ива и их коллег дополняют недавние результаты орбитального аппарата ESA-Роскосмос ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), который с 2018 года вместе с Mars Express отслеживает распределение воды в атмосфере Марса. Эти результаты показали, что скорость потери воды на Марсе может быть связана с сезонными изменениями.

Работа Mars Express по данному исследованию поддерживается миссией NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), которая систематически измеряет химический состав марсианской атмосферы (в частности, количество атомарного водорода и дейтерия, тяжелого изотопа водорода).

Миссия Mars Express стартовала 2 июня 2003 года и провела на орбите Марса более 17 лет, тщательно отслеживая свойства атмосферы планеты.

---

Источник

Бури и смена времен года уносят марсианскую воду

Вода на Марсе