Российские ученые рассказали, как Марс теряет воду

Приблизительно каждые два земных года, когда в южном полушарии Марса наступает лето, в его атмосфере открывается «окно», через которое водяной пар может подниматься из нижних слоев газовой оболочки планеты в верхние. Большую его часть ветры уносят на северный полюс, где он оседает на поверхности, однако некоторое количество водяного пара все же распадается и улетучивается в космос.

Ученые из Московского физико-технического института и Института исследований Солнечной системы им. Макса Планка описывают этот необычный марсианский круговорот воды в исследовании, представленном в журнале Geophysical Research Letters. Их компьютерное моделирование показывает, как водяной пар преодолевает барьер холодного воздуха в средней атмосфере Марса и достигает более высоких слоев. Это, по мнению авторов работы, поможет понять, почему Марс, в отличие от Земли, потерял большую часть своей воды.

Богатый водой Марс
Миллиарды лет назад Марс был богатой водой планетой, на нем текли реки и бушевали океаны. С тех пор он сильно изменился: сегодня на его поверхности можно найти очень немногочисленные участки с замерзшей водой, а в атмосфере водяной пар встречается лишь в следовых количествах. В общем, Марс, возможно, потерял как минимум 80 процентов своей первоначальной воды.

Причина этому кроется в том, что в верхних слоях атмосферы Красной планеты ультрафиолетовое излучение Солнца расщепляет молекулы воды на водород (H) и гидроксильные радикалы (OH). Оттуда водород безвозвратно улетучивается в космос. Измерения с помощью зондов и космических телескопов показывают, что даже сегодня вода продолжает теряться таким образом. Но как это возможно? Слой средней атмосферы Марса, как и тропопауза Земли, должен практически блокировать убегание газа, поскольку этот регион обычно настолько холоден, что водяной пар превращается в лед.

Ледяное озеро на Марсе

С целью раскрыть эту тайну российские и немецкие исследователи провели моделирование, которое раскрыло ранее неизвестный механизм, напоминающий насос. Их симуляция всесторонне описывает потоки во всей атмосфере, окутывающей Марс: от поверхности до высоты в 160 километров. Расчеты показывают, что ледяной средний слой газовой оболочки становится проницаемым для водяного пара два раза в день, но только в определенном месте и в определенное время года.

Жаркое южное лето
Орбита Марса играет в этом процессе решающую роль: путь планеты вокруг Солнца, который длится около двух земных лет, намного более эллиптический, чем у Земли. В точке, ближайшей к Солнцу (примерно совпадает с летом в южном полушарии) Марс приблизительно на 42 миллиона километров ближе к нему, чем в самой дальней точке орбиты, поэтому лето в южном полушарии заметно теплее, чем в северном.

«Когда в южном полушарии наступает лето, в определенное время дня водяные пары могут локально подниматься с более теплыми воздушными массами и достигать верхних слоев атмосферы. Там воздушные потоки переносят газ к северному полюсу, где он снова охлаждается и оседает. Однако часть водяного пара исключается из этого цикла: под воздействием солнечного излучения молекулы воды распадаются, а водород убегает в космос», – рассказывает Пол Хартог, соавтор работы из Института исследований Солнечной системы им. Макса Планка.

Глобальные пыльные бури
Этот необычный гидрологический цикл усиливается еще одной особенностью Красной планеты: огромные пыльные бури, которые охватывают весь Марс с интервалом в несколько лет. Последние такие штормы произошли в 2007 и 2018 годах и были всесторонне задокументированы орбитальными зондами.

«Количество пыли, циркулирующей в атмосфере во время такой бури, облегчает транспортировку водяного пара в верхние слои атмосферы», – добавил Александр Медведев, соавтор работы из Института исследований Солнечной системы им. Макса Планка.

Наступление пылевых облаков на Марсе.

Ученые подсчитали, что во время пыльной бури 2007 года в верхние слои атмосферы попало вдвое больше водяного пара, чем это происходит в спокойные для Марса времена. Поскольку частицы пыли поглощают солнечный свет и, таким образом, нагреваются, температура во всей атмосфере повышается до 30 градусов.

«Наша модель с беспрецедентной точностью показывает, как пыль в атмосфере влияет на микрофизические процессы, связанные с превращением льда в водяной пар», – пояснил Дмитрий Шапошников, ведущий автор исследования из Московского физико-технического института.

Авторы работы заключают, что, во-видимому, атмосфера Марса более проницаема для водяного пара, чем земная, и раскрытый сезонный круговорот воды в значительной степени способствует продолжающейся потере воды Красной планетой.

Источник:https://in-space.ru/rossijskie-uchenye-rasskazali-kak-mars-teryaet-vodu/

P.S. Admin. В своем письме  от 27.09.1952 г. Е.И.Рерих сообщает следующее.

«Описания Марса не очень привлекательны. Атмосфера там сильно окрашена в красный тон. Вода на Марсе иного качества, чем на Земле. Настолько легче, что почти не волнуется при ураганах, и воздух настолько плотен и тяжел, что мы не могли бы там дышать. Огонь там ярко-красный и большой плотности. Даже молния красная и иногда только желтая, вернее, с желтым сиянием».

Пока трудно однозначно сказать, к какой именно сфере Марса (физической или тонкой) относятся эти описания стихий. Но так или иначе, можно предположить, что вода на Марсе была совсем иного качества, нежели на Земле. Она была более разряженной и имела существенно меньшую плотность по сравнению с нашей земной водой. Не исключено, что такое качество марсианской воды также в большой степени способствовало ее потере в ходе уже нашей Манвантары Солнца, когда Марс вошел в состояние обскурации.