Тайна пропавшей атмосферы Марса на шаг приблизилась к своей разгадке. Предыдущая гипотеза предполагала, что значительная часть углерода из атмосферы Марса, в которой преобладает углекислый газ, может быть зафиксирована между горными породами с помощью химических процессов. Тем не менее, новое исследование предполагает, что в отложениях на поверхности Красной Планеты недостаточно углерода с учетом громадного количества потерянного из воздуха в течение долгого времени.
«Самое большое углеродное отложение на Марсе имеет, в лучшем случае, в два раза больше углерода, чем нынешняя атмосфера Марса», - считает соавтор исследования Бетани Эхлманн из Калифорнийского технологического института (Калтех) и Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, штат Калифорния.
«Даже если вы объедините все известные углеродные резервуары вместе, этого все ещё будет недостаточно, чтобы изолировать густую атмосферу, что было предложено для того времени, когда там были реки, протекающие на поверхности Марса», - добавила Эхлманн, которая работала с ведущим автором Кристофером Эдвардсом, бывшим научным сотрудником Калифорнийского технологического института (в настоящее время с Геологической службой США).
Хотя Марс является сегодня сухим, ученые считают, что поверхность планеты содержала большие объемы жидкости миллиарды лет назад. Тогда, в прошлом, Марс должен был иметь атмосферу намного толще, чтобы сохранить воду от замерзания или мгновенного испарения, утверждают ученые. (Атмосфера Марса в настоящее время составляет лишь 1 процент от толщины атмосферы Земли на уровне моря).
Диоксид углерода может быть извлечен из атмосферы с помощью химических реакций с горными породами, формируя углеродные минералы. Предыдущее исследование предполагало, что Красная планета может быть покрыта значительными углеродными отложениями, которые могли быть сохранены до того, как Марс лишился атмосферы.
Но орбитальные аппараты Марса и марсоходы обнаружили лишь несколько концентрированных углеродных отложений. Наиболее известное богатое углеродом отложение на Марсе - это область Нила Фосса, которое по площади не меньше, чем размер штата Делавер и потенциально так же велико, как штат Аризона.
Эдвардс и Эхлманн использовали данные, полученные от многочисленных миссий на Марс, включая «Марс Глобал Сервейор» НАСА, исследовательскую орбиту Марса и орбиту «Марса Одиссей» – чтобы оценить, сколько углерода заперто в Ниле Фоссе. Затем они сравнили эту сумму с той, которая им нужна для формирования плотной, богатой углеродом атмосферы, которая бы способствовала существованию воды на поверхности в то время, как текут реки, которые имеют резную широкую долину сетей на поверхности планеты.
Результаты? Более 35 углеродных отложений размера Нили Фоссе требует изолирования большого количества углерода в качестве атмосферы Марса, которую он наверняка уже потерял.
Поверхность Марса была широко прощупана орбитами и аппаратами, раскрывая лишь ограниченные и разрозненные отложения углерода. Таким образом, Эдвардс и Эхлманн считают маловероятным что так много больших отложений остались закрытыми после последних испытаний. Хотя очень ранние отложения могут быть скрыты под марсианской корой, их существование не раскроет тайну атмосферы, которая существовала когда образовалась река-резная долина.
Так что, если толстая атмосфера не была заперта в углеродных отложениях, то что с ней случилось? Одна из возможностей состоит в том, что он мог быть потерян в пространстве с верхней атмосферы – явление которое марсоход НАСА Curiosity обнаружил доказательства в прошлом.
Однако ученые не уверены как много из того, что потеряно, произошло до образования долин. NASA's MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) orbiter может помочь сузить тайну, так как она изучает атмосферу Марса.
Может быть, атмосфера не была такой густой к моменту формирования сети долин», - сказал Эдвардс. «Вместо того, что Марс был влажным и теплым, может быть он был холодным и влажным, атмосферой, которая уже истончена. Какое тепло нужно, чтобы могли формироваться долины? Не очень тепло».
«В большинстве мест вы могли бы иметь снег и лед вместо дождя», - сказал Эдвардс. «Вы просто должны подтолкнуть выше точки замерзания, чтобы воду оттаивала, и это не требует очень много атмосферы». Исследование было опубликовано онлайн 21 августа в журнале «Геология».
