Исследователи из США подтвердили предположение о том, что выбросы парниковых газов из водяного льда могли способствовать поддержанию теплого и сухого климата на древней Марсе.
Сегодня Марс представляет собой засушливый и холодный мир. Однако, в эпоху, когда планете поступало в три раза меньше солнечного света, там существовали реки и озера. Как же Марс мог быть достаточно теплым, чтобы вода оставалась в жидком состоянии? Ученые из Университета Чикаго и Лаборатории реактивного движения при Калифорнийском технологическом институте, являющиеся авторами нового исследования, полагают, что в прошлом Красная планета поддерживала теплый и сухой климат благодаря специфическим ледяным облакам, создающим парниковый эффект. Результаты их работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
С помощью глобальной климатической модели исследователи оценили, сможет ли «облачная теплица» повысить температуру планеты, схожей с Марсом, и обеспечить среднегодовую температуру в 265 кельвинов – необходимое условие для существования озер в низких широтах. Ранее этот подход предлагался, однако был отклонен, так как его эффективность подтверждается только при наличии на планете неравномерно распределённые источники поверхностной воды, такие как реки, озёра, водохранилища и пруды).
В связи с этим, некоторые эксперты выдвигали альтернативные гипотезы, например, что удар огромного астероида мог высвободить достаточно кинетической энергии для нагрева Марса. Другие расчеты демонстрируют, что такой эффект был бы кратковременным, всего один-два года, или год-два, в то время как свидетельства существования древних рек и озер указывают на то, что потепление там сохранялось как минимум сотни лет. Однако американские ученые решили вновь обратиться к ранее отклоненной гипотезе: по их мнению, даже в наиболее влажный период Марс обладал значительно меньшим количеством воды, чем наша планета в настоящее время, но его водный цикл, скорее всего, позволял частицам воды находиться в атмосфере в течение года.
Если бы ледяной покров занимал большую площадь на Марсе, это привело бы к появлению поверхностной влажности, что способствовало бы образованию низких облаков. Эти облака, как полагают, не оказывают существенного нагревающего воздействия на планету, а могут даже способствовать её охлаждению, отражая солнечную радиацию. Однако при наличии лишь отдельных участков льда, например, в полярных регионах или на горных вершинах, воздух у поверхности становится суше. Такие условия более подходящие для формирования «высоких» облаков, которые, напротив, помогают удерживать тепло. Даже небольшое количество облаков в атмосфере может значительно повысить температуру, вызывая парниковый эффект, аналогичный воздействию углекислого газа.
«В разработанной исследователями модели облака демонстрируют аномальное поведение. Согласно этой модели, вода, попавшая в атмосферу раннего Марса, сохраняется там на протяжении приблизительно года, что обуславливает формирование долгоживущих высотных облаков. По словам Эдвина С. Кайта, возглавлявшего исследование, это приводит к засушливому климату, а средняя относительная влажность поверхности, согласно оценкам ученых, составляет 25%. В подобной среде источниками озер могут служить тающий лед или грунтовые воды.
Вскоре эту гипотезу должно будет подтвердить марсоход Perseverance, который на прошлой неделе впервые получил кислород из атмосферы Красной планеты. «Марс важен, ведь это единственная известная нам планета, которая имела способность поддерживать жизнь, а затем потеряла ее, — добавил Кайт. — Долгосрочная климатическая стабильность Земли замечательна. Мы хотим понять все механизмы, которые могут ее нарушить, и все способы, чтобы сохранить».