Последние комментарии

  • Natalia Medvedeva (Медведева)
    Круги на полях, расшифровка посланий от инопланетян, в книге Натальи Медведевой "МЕССИЯ на сайте: https://mne-book.co...Все версии происхождения кругов на полях
  • Николай Загумённов
    Пардон. Рей является частью рангоута.Гипотеза об инопланетной атомной машине по производству "манны небесной"
  • Alex Колес
    Тогда подождём! Если найдется такая планета, то думаю рвануть туда!Начался поиск планет земного типа возле Альфа Центавра

Обнаружен новый круговорот воды на Марсе

Если раньше Марс был планетой, богатой водой - которую вполне можно было сравнить с нашей Землей - то сегодня он, если судить по его поверхности, совершенно сухой. И вот теперь российские и немецкие планетологи представили свою версию, как Марс мог потерять свои когда-то обильные водные ресурсы, использовав для этого открытие уникального круговорота воды на Красной планете.

Так Марс мог выглядеть миллиарды лет назад: Часть его поверхности, вероятно, покрывал гигантский океан. © NASA/GSFC

«Примерно каждые два земных года, когда в южном полушарии Марса наступает лето, открывается своеобразное окно», - описывают свою работу исследователи под руководством Дмитрия Шапошникова из Московского физико-технического института вместе с учеными группы Пола Хартога из Института исследований Солнечной системы имени Макса Планка в отраслевом журнале Geophysical Research Letters. - «Только там и только в это время года водяной пар может эффективно подниматься из нижних слоев атмосферы в верхние. И уже там ветры несут редкий газ к северному полюсу. В то время как часть водяного пара распадается и уходит в космос, остальная его часть опускается обратно вниз возле полюсов».

На основе компьютерного моделирования ученые-планетологи показывают, как водяной пар преодолевает барьер холодного воздуха в средних слоях атмосферы Марса и достигает более высоких атмосферных высот. В то же время модели позволяют понять, почему некогда богатый водой Марс, в отличие от Земли, потерял большую часть своей воды.

Подоплека

Миллиарды лет назад Марс был богатой водой планетой с реками и даже огромным океаном. С тех пор соседняя с нами планета сильно изменилась. Сегодня небольшое количество замерзшей воды есть только в почве, а в атмосфере водяной пар встречается только в следах. Согласно расчетов, Марс, вероятно, потерял уже по крайней мере, 80 процентов своих первоначальных водных ресурсов. В верхних слоях атмосферы ультрафиолетовое излучение Солнца расщепляло молекулы воды на водород (H) и гидроксильные радикалы (OH). И уже оттуда водород безвозвратно улетал в космос.

Вертикальное распределение водяного пара на Марсе в течение марсианского года - здесь в 3 часа утра по местному времени. Только когда в южном полушарии стоит лето, водяной пар может достигать более высоких слоев атмосферы. © GPL, Shaposhnikov et al.: Seasonal „Water“ Pump in the Atmosphere of Mars: Vertical Transport to the Thermosphere

Однако измерения космических зондов и космических телескопов показывают, что вода все еще теряется Марсом таким образом. И как это вообще возможно, остается актуальной задачей для ученых. Проблема же представляется в том, что средние слои атмосферы Марса - точно так же, как и тропопауза Земли - должны фактически останавливать дальнейшее поднятие газа вверх. В конце концов, этот атмосферный регион обычно настолько холодный, что водяной пар должен там просто замерзать. Но как же тогда водяной пар достигает верхних слоев атмосферы?

В ходе последнего моделирования российские и немецкие исследователи обнаружили ранее неизвестный механизм, напоминающий своего рода насос: «Модель всесторонне описывает потоки во всей газовой оболочке, которая окружает Марс: от поверхности до высоты 160 километров. И расчеты показывают, что обычно ледяная средняя часть атмосферы становится проницаемой для водяного пара два раза в день - но только в определенном месте и в определенное время года».

При этом решающую роль играет орбита Марса: «Его траектория вокруг Солнца, продолжительностью около двух земных лет, значительно более эллиптическая, чем у нашей планеты. В ближайшей к Солнцу точке (что примерно совпадает с летом в южном полушарии) Марс оказывается на расстоянии примерно в 42 миллионов километров ближе к Солнцу, чем в самой дальней от него точке. Поэтому лето в южном полушарии заметно теплее, чем в северном полушарии».

То есть, если в южном полушарии господствует лето, местный пар может подниматься тогда в определенное время дня с более теплыми воздушными массами и достигать верхних слоев атмосферы. Уже в верхних слоях атмосферы воздушные потоки переносят газ по долготе к Северному полюсу, где он охлаждается и опускается обратно. Однако часть водяного пара избегает этого цикла, когда под воздействием солнечного излучения молекулы воды распадаются и водород из них попадает в космос.

Снова и снова на Марсе возникают пыльные бури, которые покрывают всю планету, как здесь, в июне 2018 года. Фотография была сделана марсоходом NASA Curiosity. Штормы такого рода могут способствовать переносу воды в самые верхние слои марсианской атмосферы. © NASA

И еще одна марсианская особенность может также усугублять необычный круговорот воды: мощные пыльные бури, охватывающие планету, обрушивающиеся на Марс с интервалами в несколько лет. Последние глобальные бури такого рода имели место в 2018 году и в 2007 году, и они были подробно зафиксированы космическими аппаратами на орбите Марса. «Количество пыли, которая циркулирует в атмосфере во время такой бури, облегчает перенос водяного пара в высокие атмосферные слои».

Ученые подсчитали, что во время пыльной бури в 2007 году верхних слоев атмосферы в южном полушарии Марса достигло вдвое больше водяного пара, чем тем же летом без шторма: «Когда частицы пыли поглощают солнечный свет и нагреваются, температура во всей атмосфере повышается до 30 градусов. Наша модель с беспрецедентной точностью отображает, как пыль в атмосфере влияет на микрофизические процессы, связанные с превращением льда в водяной пар».

«И марсианская атмосфера, по-видимому, более проницаема для водяного пара, чем атмосфера Земли», - заключают исследователи. - «А новообнаруженный сезонный круговорот воды в значительной степени способствует тому, что планета продолжает терять воду».

Популярное

))}
Loading...
наверх