Новое исследование объясняет исчезновение марсианской воды изменениями оси вращения

Согласно исследованию, опубликованному 21 мая в журнале Nature Astronomy, значительные колебания наклона оси вращения Марса за последние 20 миллионов лет, вероятно, сыграли ключевую роль в потере планетой большей части своих водных ресурсов.

Ученые из Института астрофизики Андалусии (Испания) под руководством Габриэллы Джилли и Франсиско Гонсалеса-Галиндо провели компьютерное моделирование, которое показало, что при увеличении наклона оси Марса до 35 градусов потеря атомов водорода из атмосферы планеты существенно возрастает.

В настоящее время наклон оси Марса составляет 25,2 градуса, что близко к земному показателю в 23,5 градуса. Однако в отличие от Земли, у Марса нет крупного спутника, подобного Луне, который мог бы стабилизировать его вращение. В результате за свою историю наклон оси Красной планеты колебался от 0 до 66 градусов, в среднем составляя около 35 градусов.

При большем наклоне оси северный полюс Марса получал больше солнечного света, что приводило к таянию полярных льдов и увеличению количества водяного пара в атмосфере. Под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца этот пар распадался на атомарный водород и кислород, после чего легкие атомы водорода могли покидать атмосферу планеты и уходить в космос.

Результаты моделирования показали, что при наклоне оси в 35 градусов из атмосферы Марса каждую секунду улетучивалось на 19 атомов водорода больше по сравнению с современными показателями. В масштабе миллионов лет это соответствует потере слоя воды толщиной около 80 метров по всей поверхности планеты, что близко к минимальной оценке количества воды, необходимого для формирования наблюдаемых геологических структур.

Исследование также выявило, что пылевые бури могли увеличивать потери водорода до 50% в зависимости от их интенсивности. Пыль, поднимаемая бурями, способствовала переносу водяного пара в верхние слои атмосферы, где он подвергался воздействию солнечной радиации.

Современные измерения, проводимые миссией NASA «Марсианская атмосфера и летучие выбросы», показывают, что сейчас из атмосферы Марса каждую секунду высвобождается около 100 триллионов триллионов атомов водорода. Однако этот показатель недостаточен для объяснения полной потери воды, которую пережила планета.

Геологические данные свидетельствуют, что на раннем Марсе существовали озера, реки и, возможно, даже океаны. Овраги, русла рек и другие формации, зафиксированные миссиями NASA, указывают на то, что поверхность планеты периодически покрывалась слоем воды толщиной не менее 100 метров.

Новое исследование предлагает механизм, который может объяснить несоответствие между современной скоростью потери водорода и общим количеством воды, утраченной Марсом за 4 миллиарда лет его существования. Результаты указывают на то, что атмосферная утечка сыграла в высыхании планеты более значительную роль, чем предполагалось ранее.

Источник: Live Science