Max Home IndustryМиллиарды лет назад Красная планета была гораздо более синей; согласно свидетельствам, все еще найденным на поверхности, обильные воды текли через Марс и образовывали бассейны, озера и глубокие океаны. Тогда возникает вопрос, куда ушла вся эта вода?
Ответ: нигде. Согласно новому исследованию Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения, значительная часть воды Марса — от 30 до 99 процентов — заключена в минералах земной коры. Исследование ставит под сомнение существующую теорию о утечке воды с Красной планеты в космос.
Команда Калифорнийского технологического института / Лаборатории реактивного движения обнаружила, что около четырех миллиардов лет назад на Марсе было достаточно воды, чтобы покрыть всю планету океаном глубиной от 100 до 1500 метров; объем примерно равен половине Атлантического океана Земли. Но миллиард лет спустя планета была такой же сухой, как и сегодня. Ранее ученые, пытающиеся объяснить, что случилось с текущей водой на Марсе, предположили, что она сбежала в космос, став жертвой низкой гравитации Марса. Хотя некоторая часть воды действительно покинула Марс таким образом, теперь выясняется, что такой уход не может объяснить большую часть потерь воды.
«Атмосферный выброс не полностью объясняет имеющиеся у нас данные о том, сколько воды когда-то существовало на Марсе», — говорит кандидат наук в Калифорнийском технологическом институте Ева Шеллер (MS ’20), ведущий автор статьи об исследовании, которое было опубликовано. опубликовано журналом Science 16 марта и в тот же день представлено на конференции по лунной и планетарной науке (LPSC). Соавторы Шеллера — Бетани Элманн, профессор планетологии и заместитель директора Института космических исследований им. Кека; Юк Юнг, профессор планетологии и старший научный сотрудник JPL; Аспирантка Калифорнийского технологического института Даника Адамс; и Рэнью Ху, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения. Калифорнийский технологический институт руководит Лабораторией реактивного движения для НАСА.
Команда изучила количество воды на Марсе с течением времени во всех ее формах (пар, жидкость и лед), а также химический состав нынешней атмосферы и коры планеты с помощью анализа метеоритов, а также с использованием данных, предоставленных Марсом. марсоходы и орбитальные аппараты, особенно учитывая соотношение дейтерия и водорода (D / H).
Вода состоит из водорода и кислорода: H2O. Однако не все атомы водорода одинаковы. Есть два стабильных изотопа водорода. Подавляющее большинство атомов водорода имеют только один протон в ядре атома, в то время как крошечная часть (около 0,02 процента) существует в виде дейтерия или так называемого «тяжелого» водорода, в ядре которого есть протон и нейтрон.
Более легкому водороду (также известному как протий) легче избежать гравитации планеты в космос, чем его более тяжелому собрату. Из-за этого утечка воды на планете через верхние слои атмосферы оставит контрольный отпечаток на соотношении дейтерия и водорода в атмосфере планеты: останется огромная часть дейтерия.
Однако потеря воды исключительно через атмосферу не может объяснить как наблюдаемый сигнал от дейтерия к водороду в марсианской атмосфере, так и большое количество воды в прошлом. Вместо этого исследование предполагает, что комбинация двух механизмов — улавливание воды минералами в земной коре и потеря воды в атмосфере — может объяснить наблюдаемый сигнал от дейтерия к водороду в марсианской атмосфере. p>
Когда вода взаимодействует с горными породами, в результате химического выветривания образуются глины и другие водные минералы, которые содержат воду как часть своей минеральной структуры. Этот процесс происходит как на Земле, так и на Марсе. Поскольку Земля тектонически активна, старая кора постоянно растворяется в мантии и образует новую кору на границах плит, возвращая воду и другие молекулы обратно в атмосферу посредством вулканизма. Марс, однако, в основном тектонически неактивен, поэтому «высыхание» поверхности, как только оно происходит, будет постоянным.
«Утечка из атмосферы явно сыграла роль в потере воды, но результаты последних десяти лет миссий на Марс указали на тот факт, что существовал огромный резервуар древних гидратированных минералов, образование которых со временем определенно уменьшило доступность воды», — говорит Элманн. .
«Вся эта вода была изолирована довольно рано, а затем никогда не возвращалась обратно», — говорит Шеллер. По ее словам, исследование, основанное на данных метеоритов, телескопов, спутниковых наблюдений и образцов, проанализированных марсоходами на Марсе, демонстрирует важность наличия нескольких способов зондирования Красной планеты.
Эльманн, Ху и Юнг ранее совместно работали над исследованием, направленным на выяснение обитаемости Марса путем отслеживания истории углерода, поскольку углекислый газ является основным компонентом атмосферы. Затем группа планирует продолжить использование данных изотопного и минерального состава для определения судьбы азотных и серосодержащих минералов. Кроме того, Шеллер планирует продолжить изучение процессов, в результате которых поверхностная вода Марса была потеряна в коре, используя лабораторные эксперименты, моделирующие марсианские процессы выветривания, а также посредством наблюдений за древней корой с помощью марсохода Perseverance. Шеллер и Эльман также будут участвовать в операциях на Марсе 2020 по сбору образцов горных пород для возвращения на Землю, что позволит исследователям и их коллегам проверить эти гипотезы о факторах изменения климата на Марсе.