Побег с Марса: как вода сбежала с красной планеты
Когда-то на Марсе были океаны, но теперь он высох, и многие задаются вопросом, как же была потеряна вода. Исследователи из Университета Аризоны обнаружили удивительно большое количество воды в верхних слоях атмосферы Марса, где она быстро разрушается, что частично объясняет эту марсианскую загадку.
Шейн Стоун, аспирант Лаборатории Луны и планет в Уаризоне и ведущий автор новой статьи, опубликованной сегодня в Наука , описывает себя как планетарный химик. Когда-то лабораторный химик, который помогал разрабатывать полимеры, которые можно было использовать для более эффективной упаковки и доставки терапевтических лекарств, теперь он изучает химию планетных атмосфер.
С 2014 года он работал над миссией NASA MAVEN, сокращенно от Mars Atmosphere и Volatile EvolutioN. Космический аппарат MAVEN вышел на орбиту Марса в 2014 году и фиксирует состав верхнего слоя атмосфера планетарного соседа Земли с тех пор.
«Мы знаем, что миллиарды лет назад на поверхности Марса была Жидкая вода », - сказал Стоун. «Должно быть, была более плотная атмосфера, поэтому мы знаем, что Марс каким-то образом потерял большую часть своей атмосферы в Space MAVEN пытается охарактеризовать процессы, ответственные за эту потерю, и одна из частей этого - понимание того, как именно Марс потерял воду ".
Соавторами исследования являются Роджер Йелле, профессор планетных наук в УАризоне и научный советник Стоуна, а также исследователи из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА и Центра исследований и исследований в области космической науки и технологий в Мэриленде.
В поисках воды
Когда MAVEN вращается вокруг Марса, он погружается в атмосферу планеты каждые 4 1/2 часа. Бортовой прибор NGIMS, сокращение от Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer, измеряет количество заряженного молекулы воды называется ионами в верхних слоях марсианской атмосферы, примерно в 100 милях от поверхности планеты. Из этой информации ученые могут сделать вывод о том, сколько воды присутствует в атмосфере.
Предыдущие наблюдения с использованием MAVEN и космического телескопа Хаббла показали, что потеря воды из верхних слоев марсианской атмосферы зависит от времени года. По сравнению с Землей, Марс имеет более овальную форму вокруг Солнца и ближе всего к нему летом в южном полушарии Марса.
Стоун и его команда обнаружили, что, когда Марс находится ближе всего к Солнцу, планета нагревается, и больше воды, находящейся на поверхности в виде льда, перемещается с поверхности в верхние слои атмосферы, где теряется в космосе. Это происходит раз в марсианский год или примерно раз в два земных года. Региональные пыльные бури, которые происходят на Марсе каждый марсианский год, и глобальные пыльные бури, происходящие по всей планете примерно раз в 10 лет, приводят к дальнейшему нагреванию атмосферы и резкому подъему воды.
По словам Стоуна, процессы, которые делают возможным это циклическое движение, противоречат классической картине утечки воды с Марса, показывая, что она неполная. Согласно классическому процессу, водяной лед превращается в газ и разрушается солнечными лучами в нижних слоях атмосферы. Этот процесс, однако, будет протекать как медленная, постоянная струйка, на которую не влияют сезоны или пыльные бури, что не согласуется с текущими наблюдениями.
«Это важно, потому что мы вообще не ожидали увидеть воду в верхних слоях атмосферы Марса», - сказал Стоун. «Если мы сравним Марс с Землей, вода на Земле удерживается близко к поверхности из-за того, что называется гигропаузой. Это просто слой атмосферы, достаточно холодный, чтобы конденсировать (и, следовательно, останавливать) любой водяной пар, движущийся вверх».
Команда утверждает, что вода движется мимо того, что должно быть гигропаузой Марса, которая, вероятно, слишком теплая, чтобы остановить водяной пар. Попадая в верхние слои атмосферы, молекулы воды очень быстро разрушаются ионами - в течение четырех часов, подсчитали они, - и побочные продукты затем теряются в космосе.
«Потеря атмосферы и воды в космос - основная причина, по которой Марс холодный и сухой по сравнению с теплой и влажной Землей. Эти новые данные MAVEN показывают один процесс, благодаря которому эта потеря все еще происходит сегодня», - сказал Стоун.
Сухой и пыльный мир
Когда команда экстраполировала свои выводы на 1 миллиард лет назад, они обнаружили, что этот процесс может объяснить потерю глобального океана глубиной около 17 дюймов.
«Если мы возьмем воду и равномерно распределим ее по всей поверхности Марса, то океан воды, потерянный в космосе из-за нового процесса, который мы описываем, будет более 17 дюймов в глубину», - сказал Стоун. «Дополнительные 67 дюйма будут потеряны исключительно из-за воздействия глобальных пыльных бурь».
Во время глобальных пыльных бурь в верхние слои атмосферы может переноситься в 20 раз больше воды. Например, одна глобальная пыльная буря продолжительностью 45 дней выпускает такое же количество вода в космос, как Марс потерял бы в спокойный марсианский год, или 687 земных дней.
И хотя Стоун и его команда не могут экстраполировать более раннее, чем на 1 миллиард лет, он считает, что этот процесс, вероятно, не работал так же до этого, потому что на Марсе давно могла быть более сильная гигропауза.
«До того, как процесс, который мы описываем, начал действовать, должно было быть уже значительное количество атмосферных выбросов в космос», - сказал Стоун. «Нам все еще нужно определить влияние этого процесса и то, когда он начал действовать».
В будущем Стоун хотел бы изучить атмосферу спутника Сатурна, Титана.
«Титан обладает интересной атмосферой, в которой органическая химия играет важную роль», - сказал Стоун. «Как бывший химик-синтетик-органик, я очень хочу исследовать эти процессы».
Источник
Похожие новости
Когда-то на Марсе были океаны, но теперь он высох, и многие задаются вопросом, как же была потеряна вода. Исследователи из Университета Аризоны обнаружили удивительно большое количество воды в верхних слоях атмосферы Марса, где она быстро разрушается, что частично объясняет эту марсианскую загадку.
Шейн Стоун, аспирант Лаборатории Луны и планет в Уаризоне и ведущий автор новой статьи, опубликованной сегодня в Наука , описывает себя как планетарный химик. Когда-то лабораторный химик, который помогал разрабатывать полимеры, которые можно было использовать для более эффективной упаковки и доставки терапевтических лекарств, теперь он изучает химию планетных атмосфер.
С 2014 года он работал над миссией NASA MAVEN, сокращенно от Mars Atmosphere и Volatile EvolutioN. Космический аппарат MAVEN вышел на орбиту Марса в 2014 году и фиксирует состав верхнего слоя атмосфера планетарного соседа Земли с тех пор.
«Мы знаем, что миллиарды лет назад на поверхности Марса была Жидкая вода », - сказал Стоун. «Должно быть, была более плотная атмосфера, поэтому мы знаем, что Марс каким-то образом потерял большую часть своей атмосферы в Space MAVEN пытается охарактеризовать процессы, ответственные за эту потерю, и одна из частей этого - понимание того, как именно Марс потерял воду ".
Соавторами исследования являются Роджер Йелле, профессор планетных наук в УАризоне и научный советник Стоуна, а также исследователи из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА и Центра исследований и исследований в области космической науки и технологий в Мэриленде.
В поисках воды
Когда MAVEN вращается вокруг Марса, он погружается в атмосферу планеты каждые 4 1/2 часа. Бортовой прибор NGIMS, сокращение от Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer, измеряет количество заряженного молекулы воды называется ионами в верхних слоях марсианской атмосферы, примерно в 100 милях от поверхности планеты. Из этой информации ученые могут сделать вывод о том, сколько воды присутствует в атмосфере.
Предыдущие наблюдения с использованием MAVEN и космического телескопа Хаббла показали, что потеря воды из верхних слоев марсианской атмосферы зависит от времени года. По сравнению с Землей, Марс имеет более овальную форму вокруг Солнца и ближе всего к нему летом в южном полушарии Марса.
Стоун и его команда обнаружили, что, когда Марс находится ближе всего к Солнцу, планета нагревается, и больше воды, находящейся на поверхности в виде льда, перемещается с поверхности в верхние слои атмосферы, где теряется в космосе. Это происходит раз в марсианский год или примерно раз в два земных года. Региональные пыльные бури, которые происходят на Марсе каждый марсианский год, и глобальные пыльные бури, происходящие по всей планете примерно раз в 10 лет, приводят к дальнейшему нагреванию атмосферы и резкому подъему воды.
По словам Стоуна, процессы, которые делают возможным это циклическое движение, противоречат классической картине утечки воды с Марса, показывая, что она неполная. Согласно классическому процессу, водяной лед превращается в газ и разрушается солнечными лучами в нижних слоях атмосферы. Этот процесс, однако, будет протекать как медленная, постоянная струйка, на которую не влияют сезоны или пыльные бури, что не согласуется с текущими наблюдениями.
«Это важно, потому что мы вообще не ожидали увидеть воду в верхних слоях атмосферы Марса», - сказал Стоун. «Если мы сравним Марс с Землей, вода на Земле удерживается близко к поверхности из-за того, что называется гигропаузой. Это просто слой атмосферы, достаточно холодный, чтобы конденсировать (и, следовательно, останавливать) любой водяной пар, движущийся вверх».
Команда утверждает, что вода движется мимо того, что должно быть гигропаузой Марса, которая, вероятно, слишком теплая, чтобы остановить водяной пар. Попадая в верхние слои атмосферы, молекулы воды очень быстро разрушаются ионами - в течение четырех часов, подсчитали они, - и побочные продукты затем теряются в космосе.
«Потеря атмосферы и воды в космос - основная причина, по которой Марс холодный и сухой по сравнению с теплой и влажной Землей. Эти новые данные MAVEN показывают один процесс, благодаря которому эта потеря все еще происходит сегодня», - сказал Стоун.
Сухой и пыльный мир
Когда команда экстраполировала свои выводы на 1 миллиард лет назад, они обнаружили, что этот процесс может объяснить потерю глобального океана глубиной около 17 дюймов.
«Если мы возьмем воду и равномерно распределим ее по всей поверхности Марса, то океан воды, потерянный в космосе из-за нового процесса, который мы описываем, будет более 17 дюймов в глубину», - сказал Стоун. «Дополнительные 67 дюйма будут потеряны исключительно из-за воздействия глобальных пыльных бурь».
Во время глобальных пыльных бурь в верхние слои атмосферы может переноситься в 20 раз больше воды. Например, одна глобальная пыльная буря продолжительностью 45 дней выпускает такое же количество вода в космос, как Марс потерял бы в спокойный марсианский год, или 687 земных дней.
И хотя Стоун и его команда не могут экстраполировать более раннее, чем на 1 миллиард лет, он считает, что этот процесс, вероятно, не работал так же до этого, потому что на Марсе давно могла быть более сильная гигропауза.
«До того, как процесс, который мы описываем, начал действовать, должно было быть уже значительное количество атмосферных выбросов в космос», - сказал Стоун. «Нам все еще нужно определить влияние этого процесса и то, когда он начал действовать».
В будущем Стоун хотел бы изучить атмосферу спутника Сатурна, Титана.
«Титан обладает интересной атмосферой, в которой органическая химия играет важную роль», - сказал Стоун. «Как бывший химик-синтетик-органик, я очень хочу исследовать эти процессы».
Источник
Марсоход НАСА Perseverance находится на полпути к Марсу
Все о космосе
Данные Юноны указывают на то, что «спрайты» или «эльфы» резвятся в атмосфере Юпитера
Все о космосе
Геологи моделируют почвенные условия, чтобы помочь выращивать растения на Марсе
Все о космосе
Изображение: Космические эндотелиальные клетки человека
Все о космосе
Метеорит «Огненный шар» содержит нетронутые внеземные органические соединения
Все о космосе
Вода на Луне: исследования раскрывают ее тип и изобилие, что расширяет планы исследований
Все о космосе
Луна богаче водой, чем когда-то думали
Все о космосе
НАСА начнет деликатную укладку образцов астероида OSIRIS-REx
Все о космосе
Tupperware стреляет по звездам с помощью устройства, предназначенного для выращивания овощей в космосе
Все о космосе
SpaceX начинает развертывание Интернета Starlink, надеясь, что это профинансирует полеты на Марс
Все о космосе
| « Март 2023 » | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
| 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | ||