En grupp paleontologer från NASA med hjälp av en satellit i omloppsbana nära Mars kunde avgöra varför denna planet förvandlades till en livlös öken. Efter att ha fastställt volymerna av katastrofen som förlorades under påverkan av solvinden kom forskarna till slutsatsen att detta var tillräckligt för att flytande vatten skulle försvinna från Mars yta.
Mars är en av planeterna närmast jorden. Denna planet är bekvämare för människor som med stor sannolikhet i framtiden kommer att kunna gå på ytan i rymddräkter än Venus, vars heta och täta atmosfär även forskningsfordon inte tål. Dessutom, enligt resultaten av ny vetenskaplig forskning, flödade floder på den röda planeten tidigare och luften var mindre sällsynt. I synnerhet indikeras detta av spåren av enorma vågor som kunde ha orsakat asteroidens fall och som nyligen upptäcktes.
Det är möjligt att tillräckligt med syre och vatten skapade en beboelig miljö. Vissa forskare hävdar att en biosfär kan existera på denna planet för ungefär 3,5-2,5 miljarder år sedan. För närvarande är Mars dock en öken utan vatten. Enligt paleontologer förlorade den röda planeten nästan helt sitt vatten för flera tiotals miljoner år sedan. Under dinosauriernas existens på jorden på Mars är det mycket möjligt att vissa sjöar fortfarande kan bevaras. Planetens atmosfär är mycket sällsynt, den består huvudsakligen av koldioxid, därför kan den inte skydda möjliga mikrober från joniserande strålning.
Forskare har matat länge för att hitta svaret på frågan om vad som utlöste en global katastrof som förvandlade den vattenrika planeten till en dammig öken. Enligt forskare är det extremt viktigt att hitta svaret, det är inte bara ledig nyfikenhet. Tack vare detta kommer det att vara möjligt att förstå framtiden för vår planet, som, som vissa forskare tror, den röda planeten en gång såg ut. Enligt paleontologer är huvudorsaken de dramatiska förändringarna i det globala klimatet på grund av förlusten av atmosfären och ett svagt elektromagnetiskt fält.
För närvarande fortsätter Mars atmosfär att lösas upp i rymden. Forskare studerar denna process och försöker rekonstruera tidigare klimatförändringar som en del av NASA: s rymdprojekt Mars Scout. För att observera atmosfären på den röda planeten skickades MAVEN-satelliten till den. Programmets huvudmål är att ta reda på vilken roll förlusten av gaser spelade för att förvandla planeten till en öken.
Forskarna bestämde förlustvolymen genom att beräkna förhållandet mellan tunga och lätta isotoper, särskilt argon. Gasen som flyr ut i rymden för med sig huvudsakligen atomernas lätta kärnor, vilket leder till att tunga kärnor dominerar i Mars atmosfär. I atmosfären på denna planet upptäcktes deras ökade koncentration redan 2013 av NASA-specialister. Tack vare MAVEN-satelliten, som lanserades i Mars-omlopp 2014, kunde forskare mer detaljerat avslöja de processer som äger rum i de övre lagren av planetens gashölje.
Enligt experter är den mekanism med vilken argon flyger ut i rymden ganska enkel. På grund av solvindens accelererar joner som kolliderar med argonatomer i den övre atmosfären och kastar dem i rymden. Denna process är densamma för Ar36 och Ar38. Men skillnader uppstår. Anledningen till detta ligger i det faktum att isotopen Ar36 är lättare så att den tränger snabbare in i den övre atmosfären. Som ett resultat är det han som är i stort överflöd på exobasnivån. Över denna nivå kan partiklar lämna planeten utan att kollidera med varandra. Således går Ar36-isotopen mycket snabbare ut i rymden än Ar38.
För att bestämma koncentrationen av isotoper i atmosfären använde forskarna en jonisk och neutral masspektrometer byggd vid Goddard Space Center. MAVEN-satelliten gjorde mätningar på olika höjder, i synnerhet på en höjd av cirka 150 kilometer från Mars yta. Således bestämde forskarna nivån på turbopausen och ekobasen. Turbopaus är skiktet av atmosfären som ligger ovanför homosfären, i vilken turbulent blandning av gaser dominerar, och även under heterosfären, där molekylär diffusion dominerar.
Kampanjvideo:
Turbopaushöjden bestämdes enligt följande. Forskare tog N2 / Ar40-förhållandet på ytan av Mars som erhölls med hjälp av Curiosity Rover. På grund av det faktum att gaser blandas bra i homosfären bör detta förhållande vara detsamma fram till turbopausen. Satelliten mätte detta förhållande många gånger på olika höjder, vilket resulterade i att en korrelation bestämdes: ju högre, desto större är kväveförhållandet till argon. Forskarna behövde bara överföra resultaten till atmosfärens nedre lager, eftersom satelliten inte kunde komma dit - upp till ett värde av 1,25. Den höjd där detta hände var turbopausen.
Efter att ha bestämt nivån på exobasen och turbopausen drog forskare förhållandet mellan dem mellan argonisotoper. Som forskarna föreslog berikades detta lager med Ar38. Detta förhållande var grunden för beräkning av volymen av gasförlust. Det var emellertid nödvändigt att ta hänsyn till det faktum att några av isotoperna kunde komma in i atmosfären på grund av vulkanaktivitet, väderbestrålning av stenar och asteroidpåverkan. Således var slutvärdet av den fraktion av argon som gick ut i rymden i den totala mängden gas som finns i atmosfären under hela perioden 66 procent.
Paleontologer använde resultaten för att beräkna ungefärliga förluster för andra gaser. Således kom forskarna till slutsatsen att som en följd av kollisioner med joner från atmosfären kunde cirka 10-20 procent av koldioxiden komma ut. Syreförlusten var mer katastrofal, och konsekvenserna berodde på vilken gas som var källan till syreförlusten. I händelse av att det är koldioxid är förlusten av koldioxid cirka 30 gånger högre än forskarnas uppskattningar. Trycket kunde alltså ha sjunkit med mer än en atmosfär. I samma fall, om syre var i vattenångans sammansättning, var vattenförlusterna stora.
Forskare noterar att den röda planetens tidiga atmosfär var tillräckligt tät och innehöll tillräckligt med koldioxid så att flytande vatten kunde existera på planetens yta på grund av växthuseffekten. Denna studie visar att Mars har blivit en öken till följd av förlusten av det mesta av gashöljet. Och detta tar inte hänsyn till det faktum att solen för miljontals år sedan kunde ha varit mer aktiv. Och detta, enligt experter, ökar bara atmosfärens volym som blåses ut i rymden.
