Исследование показало как вода могла течь на холодном и ледяном древнем Марсе

Для учёных, которые пытаются понять, на что был похож древний Марс, красная планета посылает несколько противоречивых сигналов. Долины и каньоны, похожие на высохшие русла древних рек, не оставляют никаких сомнений о том, что вода когда-то текла по поверхности. Но модели климата раннего Марса говорят о том, что средние температуры на нём оставались значительно ниже значения замерзания воды.

Недавние исследования, проводимые во главе с учёными из Брауновского университета, потенциально смогли перекинуть мост между тёплой и влажной историей марсианской геологии и холодной и ледяной атмосферной модели. Исследование показывает, что, даже если Марс замёрзшим, пиковые ежедневные температуры летом могли преодолевать точку замерзания, вызывая расплавления на краях ледников. Этой талой воды, образующейся в относительно небольших количествах год за годом, возможно, было достаточно, чтобы создать поверхностные особенности, наблюдаемые на планете сегодня. Исследования были вдохновлены динамикой климата на Земле.

«Мы наблюдаем это в антарктических сухих долинах, в которых сезонное изменение температур достаточно для того, чтобы сформировать и сохранять озёра даже при том, что средняя ежегодная температура значительно ниже точки замерзания воды. Мы хотели понять, было ли что-то подобное у древнего Марса», — Эшли Палумбо из Брауновского университета.

Исследователи начали свои изыскания отталкиваясь от современной модели климата Марса, которая говорит, что древняя атмосфера красной планеты состояла в основном из углекислого газа (так же как и сейчас). Согласно этой модели, Марс на ранних этапах своей жизни всегда получается холодным и ледяным. Частично это связано с тем, что выброс энергии от Солнца был намного слабее в ранней истории Солнечной Системы. Исследователи анализировали модель, варьируя широкий набор различных параметров переменных, которые были важны приблизительно 4 миллиарда лет назад, когда знаменитые сейчас сети долит южной горной местности только формировались.

Обширные сети долин в южной горной местности Марса. Источник: NASA/JPL-Caltech/Arizona State University

Обширные сети долин в южной горной местности Марса. Источник: NASA/JPL-Caltech/Arizona State University

В то время, как учёные в большинстве своём соглашаются, что марсианская атмосфера была более толстой в прошлом, до сих пор не ясно, насколько толстой она фактически была. Аналогично, в то время как большинство исследователей соглашается, что атмосфера была по большей части из углекислого газа, возможно, были некоторые количества других парниковых газов. Таким образом, Палумбо и её коллеги управляли моделью посредством варьирования толщины атмосферы и дополнительного тепла от парникового эффекта.

Также неизвестно точно, какие изменения претерпевала орбита Марса 4 миллиарда лет назад. Таким образом, исследователи проверили и различные варианты орбитальных сценариев: другие углы наклона оси вращения, что влияет на количество падающего на поверхность солнечного света; а также различные эксцентриситеты орбиты — способность траектории отклоняться от круговой, что усиливает сезонные изменения температуры.

Модель создала сценарий, при котором лёд полностью покрыл поверхность рядом с сетью долин. И в то время как ежегодная температура планеты при таком сценарии оставалась существенно ниже точки замерзания воды, модель показала, что могли быть пиковые температуры летнего периода в южной горной местности, выше точки замерзания. При таком сценарии, чтобы объяснить присутствие наблюдаемых сейчас долин, на поверхности должен присутствовать правильный объём воды продолжительное время, а вода должна перемещаться по поверхности с той скоростью, которая необходима для эрозии поверхности Марса. Несколько лет назад специалисты публиковали оценку минимального количества воды, требуемого для создания самой большой марсианской долины. Используя эту информацию за основу, а также вместе с оценками необходимых показателей стока и продолжительности формирования сети долин, учёные показали, что модель является жизнеспособной при марсианской орбите, обладающей большим эксцентриситетом. Причём, этот набор орбит точно согласуется с предполагаемыми ранее возможными орбитами Марса 4 миллиарда лет назад.

«Эта работа добавляет вероятную гипотезу, способную объяснить путь, согласно которому жидкая вода, возможно, могла сформироваться на раннем Марсе. В настоящее время мы исследуем дополнительные теории нагрева, включая вулканизм и влияние ударов метеоритов о поверхность. Всё это также могло способствовать расплавлению холодного и замёрзшего Марса в древности».

По информации Брауновского университета.

Источник: www.theuniversetimes.ru