|
Как объяснить наличие водорода в атмосфере Марса
|
|
|
|
Тот факт, что на холодном и сухом Марсе несколько миллиардов лет назад текли реки и озера, озадачивал ученых на протяжении десятилетий. Теперь исследователи из Гарварда считают, что у них есть хорошее объяснение тому, почему древний Марс был более теплым и влажным.
|
|
|
|
Основываясь на предыдущих теориях, описывающих древний Марс как место, где то жарко, то холодно, команда исследователей из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS) определила химические механизмы, с помощью которых древний Марс в первые дни своего существования мог сохранять достаточно тепла, чтобы содержать воду, и , возможно, жизнь.
|
|
|
|
"Было большой загадкой, что на Марсе была жидкая вода, потому что Марс находится дальше от Солнца, а также потому, что солнце раньше было слабее", - сказала Даника Адамс, научный сотрудник НАСА Саган и ведущий автор новой статьи в журнале Nature Geoscience.
|
|
|
|
Ранее считалось, что водород является магическим ингредиентом, который при смешивании с углекислым газом в атмосфере Марса вызывает парниковый эффект. Но время жизни атмосферного водорода невелико, поэтому потребовался более детальный анализ.
|
|
|
|
Адамс, Робин Вордсворт, профессор наук об окружающей среде и инженерии Гордон Маккей из SEAS и их команда провели фотохимическое моделирование, аналогичное методам, используемым сегодня для отслеживания загрязнителей воздуха, чтобы уточнить детали связи ранней марсианской атмосферы с водородом и того, как эта связь менялась с течением времени.
|
|
|
|
|
|
|
"Ранний Марс - это затерянный мир, но его можно реконструировать в мельчайших деталях, если мы зададим правильные вопросы", - сказал Вордсворт. "Это исследование впервые синтезирует химический состав атмосферы и климат, чтобы сделать несколько поразительных новых прогнозов, которые можно будет проверить, как только мы доставим марсианские породы обратно на Землю".
|
|
|
|
Адамс модифицировал модель под названием "КИНЕТИКА", чтобы смоделировать, как комбинация водорода и других газов, вступающих в реакцию как с землей, так и с воздухом, влияла на климат раннего Марса.
|
|
|
|
Она обнаружила, что во время ноахианского и гесперианского периодов Марса, между 4 и 3 миллиардами лет назад, на протяжении примерно 40 миллионов лет на Марсе периодически возникали периоды потепления, каждое из которых длилось 100 000 и более лет. Эти оценки согласуются с геологическими особенностями Марса на сегодняшний день. Теплые и влажные периоды были вызваны гидратацией земной коры, или утечкой воды в почву, которая обеспечивала достаточное количество водорода, накапливавшегося в атмосфере на протяжении миллионов лет.
|
|
|
|
Во время колебаний между теплым и холодным климатом химический состав атмосферы Марса также менялся. Солнечный свет постоянно воздействует на CO2, который преобразуется в CO. В теплые периоды CO может перерабатываться обратно в CO2, в результате чего преобладают CO2 и водород. Но если бы воздух был холодным достаточно долго, рециркуляция замедлилась бы, образовался бы CO и привело бы к более редуцированному состоянию, то есть к меньшему количеству кислорода. Таким образом, окислительно-восстановительные процессы в атмосфере со временем резко изменились.
|
|
|
|
"Мы определили временные рамки для всех этих изменений", - сказал Адамс. "И мы описали все фрагменты в рамках одной и той же фотохимической модели".
|
|
|
|
Работа по моделированию позволяет по—новому взглянуть на условия, которые поддерживали пребиотическую химию — основу дальнейшей жизни, какой мы ее знаем, - в теплые периоды, и проблемы, связанные с сохранением этой жизни в периоды похолодания и окисления. Адамс и другие ученые начинают работу по поиску доказательств этих изменений с помощью изотопно-химического моделирования, и они планируют сравнить эти результаты с результатами предстоящей миссии по возвращению образцов с Марса.
|
|
|
|
Поскольку на Марсе, в отличие от Земли, отсутствует тектоника плит, поверхность, которую мы видим сегодня, похожа на поверхность давних времен, что делает историю его озер и рек еще более интригующей. "Это действительно отличный пример того, как планеты могут эволюционировать с течением времени", - сказал Адамс.
|
|
|
|
Источник
|
