Что, если Марс никогда не терял воду?

Раньше Марс был влажным. Таков неоспоримый вывод геологических исследований Марса за последние два десятилетия, основанный на данных, записанных несколькими зондами и спускаемыми аппаратами. Нам потребовалось гораздо больше времени, чтобы подтвердить прошлое состояние планеты, чем ее нынешнее - у нас есть убедительные доказательства того, что засушливые условия на Марсе относятся к 1894 году, а в течение следующих 30 лет были собраны дополнительные подтверждающие доказательства. Текущая модель превращения Марса из влажной планеты в сухую основана на сублимации и долгосрочном ущербе, который наше Солнце нанесло марсианской атмосфере после отключения глобального магнитного поля планеты. Но что, если это неправда?

Это аргумент, представленный в новой статье, в которой утверждается, что воды Марса технически никуда не делись.

Свидетельства, которые мы получили от таких марсоходов, как Perseverance, Curiosity, Opportunity и Spirit, вместе с планетными наблюдениями с орбитальных спутников, в совокупности предполагают, что Марс пережил относительно теплую влажную эру с 4,1 млрд до 3,7 млрд лет назад. Некоторыми доказательствами так называемой поздней тяжелой бомбардировки является большое количество кратеров на Марсе и Луне, которые, по всей видимости, образовались в этот период. Кратеры, образовавшиеся в ту эпоху, имеют размытые края, подобные тому, что мы ожидаем от текущей воды. Кратеры, образовавшиеся позже, в гесперианский период (~ 3,7 - 3 миллиарда лет назад), подверглись гораздо меньшей эрозии.

Несколько факторов позволили Марсу удерживать атмосферу в этот период. Огромная серия вулканов, известная как Выпуклость Фарсиды, активно строилась. Выступ Фарсиды - это вулканическая провинция размером примерно с Северную Америку. Считается, что общего количества CO2, выделившегося во время извержений Фарсиды, достаточно для образования атмосферы с давлением 1,5 бар на Марсе, при этом глобальный океан до 120 м обеспечивается исключительно этим источником. Фарсида достаточно велика, поэтому ее образование могло заставить Марс наклониться в одну сторону и при этом изменить положение полюсов. Массивные удары могли сами по себе доставить дополнительную воду, а ранний Марс мог удерживать достаточно поверхностной воды, чтобы покрыть поверхность планеты на глубину до 1500 метров. Эти неопределенности являются причиной того, что оценки глобального эквивалентного уровня (GEL) столь изменчивы.

Одна из причин, по которой ученые считают, что вода Марса испарилась, заключается в том, что образцы марсианской атмосферы и воды, взятые Curiosity, показывают избыток дейтерия по сравнению с водородом по сравнению с тем, что мы обнаружили на Земле. Это говорит о том, что более легкий обычный водород был преимущественно потерян в космос, а более тяжелый изотоп дейтерия остался.

Проблема с моделью сублимации / атмосферных потерь заключается в том, что текущие темпы потерь недостаточно высоки, чтобы учесть масштаб трансформации Марса за последние несколько миллиардов лет. Известно, что солнечный ветер играет долгосрочную роль, но как мы можем объяснить остальное? Одна из теорий заключается в том, что в прошлом темпы потери массы были намного выше. Эти исследователи предполагают, что большая часть воды Марса осталась там, где была, и вместо этого стала связана с минералами на поверхности.

Мы не говорим о идее слоя жидкости, сохраненного под поверхностью. В отчете исследований обсуждается «гидратация корочки путем необратимого химического выветривания, в которой вода и / или гидроксил включены в минералы». Вода недоступна для других целей на Марсе; Он заблокирован непосредственно в пределах кристаллической структуры самих минералов.

В этом принципиальное различие между Марсом и Землей. Марс имеет так называемую застойную тектоническую систему крышки, что означает отсутствие тектоники плит и системы переработки горных пород - или, что критически, воды. На Земле тектоника плит уносит воду глубоко в мантию, в то время как срединно-океанические вулканические жерла возвращают ее в океаны. Это называется глубоководным циклом.

Пока вулканы Марса продолжали извергаться, он поддерживал собственный глубоководный цикл. Как только этот процесс начал замедляться, вода начала одностороннее улавливание в земной коре. Удары и затухающие извержения поддерживали бы более холодный климат с, по крайней мере, прерывистой жидкой водой в течение длительного периода времени - Марс высыхал в течение нескольких сотен миллионов лет, - но конец вулканизма, возможно, позволил оставить от трети до почти всей воды Марса. вливаться в землю и образовывать водные минералы. Это означает, что запасы воды на Марсе намного выше, чем считалось ранее, хотя и заперты в форме, которую мы не сочли бы такой полезной.

Мы можем не знать, точен ли отчет до тех пор, пока люди не смогут проводить широкомасштабные геологические исследования подземных горных пород, но это альтернативная модель того, как Марс потерял свою атмосферу, хорошо объясняет текущие условия. Это также будет означать, что особенности Земли, такие как тектоника плит, могут иметь жизненно важное значение для долгосрочного сохранения биосферы, способной поддерживать разумную жизнь.

Изображение Ittiz, CC BY-SA 3.0

Читать далее

Ученые подтверждают наличие воды на Луне

Ученые подтвердили открытие молекулярной воды на Луне. Есть ли это в форме, которую мы можем использовать? Это менее ясно.

Обзор MSI Nvidia RTX 3070 Gaming X Trio: производительность 2080 Ti, цены на Pascal

Новый RTX 3070 от Nvidia - потрясающий графический процессор по хорошей цене, и MSI RTX 3070 Gaming X Trio хорошо это демонстрирует.

RISC-V делает шаг навстречу мейнстриму с платой SiFive Dev Board и высокопроизводительным процессором

RISC V продолжает завоевывать рынок, на этот раз с более дешевой и более полнофункциональной тестовой материнской платой.

MIT создает подводный GPS-навигатор без батарей

Радиосигналы GPS быстро рассеиваются при попадании в воду, что затрудняет научные исследования в море. Единственная альтернатива - использовать акустические системы, которые разжевывают батарейки. Команда из Массачусетского технологического института разработала технологию слежения без батарей, которая могла бы положить конец этому раздражению.