Марс колись був «блакитним»: NASA розкрило, як планета втратила воду й атмосферу

Вода на Марсі зникала не миттєво. NASA пояснило процес, який протягом мільярдів років поступово позбавляв Червону планету атмосфери та води.

NASA оприлюднило результати нових досліджень, що проливають світло на трансформацію Марса з планети з рідкою водою та щільною атмосферою на холодну й суху пустелю. Ключову роль у цих відкриттях відіграв орбітальний апарат MAVEN, який уже багато років досліджує верхні шари марсіанської атмосфери.

Учені наголошують: у далекому минулому Марс був зовсім іншим. На його поверхні існували річки й озера, атмосфера була значно густішою, а водяна пара — поширеною. Імовірно, планета виглядала набагато «блакитнішою», ніж сьогодні. Це підтверджують орбітальні знімки та геологічні дані — висохлі русла річок, озерні улоговини та грандіозна система каньйонів завдовжки понад 3000 миль, утворення яких неможливе без тривалого впливу проточної води.

Дослідження очолила планетарна фізикиня з Університету Колорадо в Боулдері та головна науковиця місії MAVEN Шеннон Каррі. Її команда зосередилася на вивченні того, як сонячний вітер і випромінювання поступово руйнували атмосферу Марса після втрати планетою глобального магнітного поля. За оцінками науковців, це сталося понад 4 мільярди років тому, і відтоді верхні шари атмосфери залишилися без захисту від заряджених частинок Сонця.

Особливу увагу вчені приділили процесу атмосферного розпилення. Під час нього важкі іони сонячного вітру зіштовхуються з атомами атмосфери й буквально вибивають їх у відкритий космос. Апарат MAVEN уперше зафіксував цей механізм безпосередньо — зокрема завдяки вимірюванням аргону в атмосфері Марса. Це стало прямим доказом гіпотези, яку раніше підтверджували лише непрямими ізотопними даними.

Водночас MAVEN зафіксував активний витік водню — найлегшого елемента, що утворюється під час розпаду молекул води у верхніх шарах атмосфери. Інтенсивність цього процесу змінюється залежно від сезону та різко зростає під час глобальних пилових бур. Саме втрата водню, за сучасними даними, нині є головним механізмом повільного зникнення залишків води на Марсі.

Дані, отримані безпосередньо з поверхні планети, лише посилюють цю картину. Марсохід Curiosity у кратері Гейла виявив дрібнозернисті осадові породи, які свідчать про існування тривалого озера з нейтральною кислотністю, низькою солоністю та необхідними хімічними елементами — умовами, що на Землі вважаються сприятливими для мікробного життя. Тим часом Perseverance досліджує давню дельту в кратері Джезеро — місце, де річка колись впадала в озеро. Саме дельти здатні добре зберігати органічні молекули та тонкі шари осадів, тому є перспективними для пошуку слідів давнього життя.

Геологи трактують шаруваті відкладення в кратерах Гейла та Джезеро як свідчення повторюваних кліматичних циклів — чергування вологих і посушливих періодів. Аналіз цих шарів допомагає визначити, коли поверхнева вода ще була стабільною, і відстежити етапи поступового висихання планети.

Поєднавши сучасні темпи втрати атмосфери з моделями значно активнішого сонячного вітру в молодого Сонця, науковці дійшли висновку, що Марс утратив значну частину своєї первинної атмосфери. Унаслідок цього атмосферний тиск знизився до рівня, за якого рідка вода більше не могла довго існувати на поверхні.

Сьогодні атмосфера Марса надзвичайно розріджена й складається переважно з вуглекислого газу з домішками азоту, аргону та кисню. Через це небо планети має тьмяний червонуватий відтінок, а поверхня залишається незахищеною від космічної радіації. Глобального магнітного поля Марс більше не має — лише окремі ділянки кори, переважно в південних високогір’ях, зберегли намагніченість як відлуння його активного минулого.

За словами Шеннон Каррі, результати місії MAVEN дозволили пов’язати малопомітні процеси у верхніх шарах атмосфери з масштабними кліматичними змінами, сліди яких і сьогодні можна побачити у марсіанських долинах, озерах і висохлих руслах. Саме ця повільна, але безперервна втрата атмосфери, підкреслюють у NASA, стала ключем до розуміння того, як колись водяний Марс перетворився на планету, яку ми спостерігаємо нині.