Scienty

Значительные вулканические извержения в эпоху раннего Марса могли формировать обширные ледяные слои вблизи экватора. Наличие такого льда, сохранившегося под поверхностью, могло бы объяснить ранее зафиксированное повышенное содержание водорода в данном районе.

Фото: img.freepik.com

Сегодня Марс представляет собой холодный и засушливый мир, где значительные запасы водяного льда находятся в полярных шапках. Однако, данные орбитальных аппаратов свидетельствуют о необычайно высоком содержании водорода в грунте вблизи экватора, особенно в районе плато Меридиана и формации Медузы. Учитывая, что водород обычно является компонентом воды, это позволяет предположить наличие там крупных залежей льда.

Существует предположение, что в прошлом ось Марса имела значительный наклон. Это могло вызывать таяние ледяных шапок и переносить воду в области умеренного климата. Однако такая картина не до конца объясняет текущее распределение водорода. Недавнее исследование рассматривает альтернативную, вулканическую гипотезу.

Специалисты в области планетологии провели подробное моделирование климата на древнем Марсе. Полученные опубликованы в журнале Nature Communications.

С помощью компьютерного моделирования исследователи воссоздали обстановку, существовавшую на Марсе три-четыре миллиарда лет назад. В ходе имитации были воспроизведены мощные извержения вулканов, характерные для того времени. Особое внимание было уделено двум древним вулканам – Аполлинарис и Большой Сирт, находящимся вблизи областей с необычно высоким содержанием водорода.

Согласно результатам моделирования, во время интенсивных извержений в атмосферу поступало значительное количество водяного пара. В условиях низкой температуры марсианской атмосферы этот пар быстро замерзал и осаждался на поверхности в виде льда. Одно мощное извержение, характеризующееся выбросом воды со скоростью более 100 миллионов килограммов в секунду и продолжающееся три марсианских дня, могло образовать ледяной слой толщиной до пяти метров на поверхности.

Вулканическая деятельность сопровождалась выбросом серной кислоты в атмосферу. Это вызывало образование плотного слоя аэрозолей, отражавших солнечную радиацию и обуславливавших эффект «вулканической зимы». Резкое глобальное понижение температуры значительно замедляло таяние выпавшего льда. Интенсивность сублимации, то есть испарения льда, снизилась с 14 до 1,3 килограмма на квадратный метр в год.

Со временем лед покрывался отложениями пыли и вулканического пепла, обеспечившими его сохранность на протяжении миллиардов лет. Модель предполагает, что подобный процесс мог быть действенным при различных углах наклона оси Марса, что делает его универсальным объяснением.

В ходе исследования ученые выявили вероятный механизм образования крупных запасов льда в районе экватора Марса. Это открытие имеет значение для перспектив колонизации планеты, поскольку наличие водяного льда в теплых экваториальных областях – необходимое условие для производства воды, кислорода и топлива для ракет. Вероятно, эти области станут основными целями для планируемых посадочных аппаратов.