MAVEN впервые поймал процесс, который крал атмосферу Марса — и это меняет картину прошлого

Curiosity зафиксировал нейтральную среду древнего озера Марса - NASA

Древние египтяне называли Марс "Ее Дешер" — "красный", и это имя дошло до наших дней. Однако миллиарды лет назад планета выглядела совсем иначе: жидкая вода, плотная атмосфера и, вероятно, голубоватое небо делали её больше похожей на Землю. Новые данные миссии NASA MAVEN показывают, как именно Марс потерял этот облик и превратился в холодную пустыню. Об этом сообщает научное издание.

Когда Марс был голубым миром

Геологические формы на поверхности Марса давно указывают на его водное прошлое. Орбитальные снимки фиксируют древние речные долины, русла и каньоны протяжённостью тысячи километров. Такие структуры сложно объяснить без устойчивых потоков воды под плотной атмосферой.

Марсоход Curiosity обнаружил в кратере Гейла тонкозернистые грязевые камни, сформированные на дне древнего озера. Анализ показал нейтральную кислотность, умеренную солёность и химические элементы, подходящие для жизни микробов. Эти находки дополняют картину активного и относительно мягкого климата раннего Марса.

Озёра, дельты и следы рек

На севере планеты марсоход Perseverance изучает дельту в кратере Езеро — веерообразное отложение, оставленное рекой, впадавшей в озеро. Дельты особенно ценны для астробиологии, поскольку способны накапливать органические молекулы и мельчайшие частицы, сохраняющие следы древней жизни.

В совокупности данные из Гейла и Езеро указывают, что на Марсе существовали не кратковременные лужи, а долговременные водоёмы. При более плотной атмосфере и высоком содержании водяного пара планета могла выглядеть заметно более "земной" даже из космоса.

История воды и климата Марса

Слоистые отложения в кратерах показывают чередование влажных и сухих эпох. Эти слои помогают восстановить момент, когда климат начал необратимо меняться. Понимание марсианского времени и сезонных циклов важно и сегодня, поскольку даже современные измерения показывают, что марсианские сутки отличаются от земных и влияют на динамику атмосферы.

Такие климатические колебания могли ограничить период обитаемости планеты, оставив лишь узкое окно, когда условия были стабильными и подходящими для жизни.

Как Марс потерял атмосферу

Ранний Марс, вероятно, имел глобальное магнитное поле, защищавшее атмосферу от солнечного ветра. После его исчезновения более 4 миллиардов лет назад верхние слои атмосферы оказались напрямую под ударом заряженных частиц Солнца.

Одним из ключевых механизмов стал процесс распыления: энергичные ионы солнечного ветра сталкиваются с атомами атмосферы и выбивают их в космос. Параллельно молекулы воды, поднятые высоко в атмосферу, распадаются, а лёгкий водород уходит в межпланетное пространство, особенно активно во время пылевых бурь.

Распыление, увиденное напрямую

Команда под руководством Шеннон Карри, главного исследователя миссии MAVEN, использовала измерения аргона, чтобы напрямую отследить распыление атмосферы. Это стало первым прямым подтверждением процесса, который раньше выводили лишь косвенно по изотопным соотношениям.

"Эти результаты устанавливают роль распыления в потере атмосферы Марса и в определении истории воды на Марсе", — отметила Шеннон Карри.

Сопоставив современные темпы потерь с моделями более активного молодого Солнца, учёные пришли к выводу, что значительная часть плотной атмосферы была утрачена именно таким образом.

От плотного неба к холодной пустыне

Сегодня атмосфера Марса крайне разрежена и состоит в основном из углекислого газа. Пыль придаёт небу красноватый оттенок, а космическое излучение свободно достигает поверхности. Температурные перепады огромны, а отсутствие глобального магнитного поля делает планету уязвимой перед солнечной активностью, включая явления, подобные тем, что наблюдаются в других частях Солнечной системы, например в исследованиях экстремальной радиационной среды планет.

Сравнение: ранний и современный Марс

Ранний Марс имел плотную атмосферу, жидкую воду и условия, близкие к земным. Современный Марс — холодный, сухой и радиационно опасный мир. Ключевым отличием стала потеря магнитной защиты и постепенный уход атмосферы в космос.

Это сравнение подчёркивает, насколько хрупким может быть планетарный климат даже при наличии воды и подходящего расстояния от звезды.

Плюсы и минусы исследований атмосферы Марса

Изучение атмосферы Марса даёт уникальную возможность понять эволюцию планет.

Плюсы: прямые данные с орбиты, связь геологии и климата, понимание условий обитаемости.
Минусы: ограниченность временного охвата наблюдений, сложность экстраполяции в далёкое прошлое.