Світ фізики Як Марс втратив атмосферу
Райнер Кайзер 30 березня 2017 року
Ультрафіолетове випромінювання Сонця і сонячний вітер - постійний потік електрично заряджених частинок - винесли в космос спочатку щільну атмосферу вуглекислого газу Марса. Це показують вимірювання частоти двох ізотопів благородного газового аргону в сьогоднішній тонкій атмосфері Червоної планети, які дослідники провели з марсовим зондом MAVEN. Спочатку атмосфера Марса була такою ж щільною, як і атмосфера Землі, за словами вчених у журналі "Science".
"Злиття газу в космос, безумовно, було найважливішим процесом, який перетворив Марс з його споконвічно теплим і вологим кліматом на сьогоднішній холодний і сухий світ", - пояснює Брюс Якоскі з Університету Колорадо в Боулдері. Космічний зонд MAVEN обертається навколо Червоної планети з листопада 2014 року і неодноразово перетинає верхні шари марсіанської атмосфери на її еліптичній орбіті. Детектори вимірюють хімічний склад та фізичний стан атмосфери.
Якоскі та його команда зосередилися, зокрема, на двох ізотопах благородного газового аргону. Оскільки ізотопи мають різну атомну вагу, вони трапляються з різною частотою на різних висотах. Крім того, легший ізотоп може легше вирватися в космос. А оскільки аргон - благородний газ, він не реагує з іншими речовинами. На відміну від інших газів, він не може бути пов'язаний в гірських породах хімічними процесами. Єдиною можливою причиною зменшення вмісту аргону в атмосфері є вихід у космос.
Вирішальний процес: ультрафіолетове випромінювання Сонця спочатку іонізує атоми газу. Потім заряджені частинки сонячного вітру перетягують із собою іони у космос. Нові вимірювання показують, що таким чином Марс втратив близько двох третин свого аргону в космос. Якоскі та його колеги змогли визначити ефективність процесу з цього, а потім застосувати його до інших газів. Відповідно до цього на Марсі спочатку була щільна атмосфера вуглекислого газу, подібна до Землі. Але поки Земля захищена від сонячного вітру сильним магнітним полем, потік частинок зміг знищити повітря сусідньої планети.
Щільна вуглецева атмосфера змогла створити теплий і вологий клімат на молодому Марсі завдяки парниковому ефекту - рідка вода також була можливою на поверхні. Це також збігається з вимірами сьогоднішніх втрат води внаслідок відтоку в космос. Якщо ви екстраполюєте цю втрату за всю історію Червоної планети, пишуть Якоскі та його колеги, це відповідає світовому океану, який глибиною від 3,5 до 24 метрів. Однак втрати в перші дні Марса, коли Сонце було більш активним, ніж сьогодні, також могли бути значно більшими.
Космос в даний час відповідно до умов джерела