|
Модель для расшифровки эволюции климата Марса
|
|
|
|
Исследователи разрабатывают усовершенствованные модели, которые позволят глубже понять климатическую историю Марса и помогут определить, была ли когда-то на нем жизнь. Международная команда исследователей разрабатывает модель эволюции Марса, которая могла бы раскрыть некоторые из его давних секретов, в том числе узнать, была ли на нем когда-то жизнь. Франсуа Форгет, ученый-космолог из Института Пьера Симона Лапласа во Франции, как раз и ищет ответы на эти вопросы. Он не путешественник во времени, но надеется сделать что-то новое.
|
|
|
|
Его команда исследователей, объединенная под названием "Марс сквозь время", пытается собрать воедино различные периоды истории планеты. Цель - ответить на вопрос, который долгое время ставил ученых в тупик: был ли Марс когда-то обитаем?
|
|
|
|
"Марс был местом, где могла зародиться жизнь, так что это очень интересно", - сказал Форгет, главный исследователь проекта "Марс сквозь время".
|
|
|
|
Работа его команды координируется во Французском национальном центре научных исследований в Париже. Шестилетняя инициатива, которая заканчивается в ноябре 2025 года, направлена на то, чтобы пролить свет на возможные периоды времени, в течение которых Марс мог быть теплым и влажным, покрытым ледниками и, возможно, даже пригодным для жизни.
|
|
|
|
|
|
|
Предыдущие миссии на Марс позволили получить предварительное представление о его истории, но не показали, какой планета была на самом деле. Роботизированные исследования показали, что Марс не всегда был пустынной планетой, какой он является сегодня. На Марсе были эпохи, благоприятные для рек и озер, а также ледниковые периоды.
|
|
|
|
Тем не менее, мы все еще мало знаем о климатических процессах, которые сформировали ее поверхность. Вот тут-то и вступает в дело команда Forget.
|
|
|
|
"Мы пытаемся изобрести новую модель, построить виртуальную планету, которая эволюционирует во времени", - сказал Форгет. "Это очень амбициозный проект".
|
|
|
|
Работа над созданием этой модели ведется с 2019 года, и оказалось, что ее разработать сложнее, чем предполагалось изначально, отчасти из—за большого объема требуемых вычислительных мощностей. Но конец уже близок.
|
|
|
|
"Теперь я знаю, что это возможно", - сказал он. "Я убежден, что скоро у нас будет очень хороший инструмент, доступный сообществу".
|
|
|
|
Это означает, что вскоре мы сможем использовать эту виртуальную машину времени, чтобы перенестись в разные периоды истории Марса и понять, что именно произошло с планетой и когда.
|
|
Краткая история времени
|
|
|
|
Как и Земля, Марс появился на свет на заре нашей солнечной системы, 4,5 миллиарда лет назад. Он примерно вдвое меньше нашей планеты по размеру и находится дальше от Солнца, чем мы. На таком расстоянии он получает меньше солнечной радиации, чем Земля.
|
|
|
|
Однако все больше свидетельств указывают на то, что в начале своего существования Марс был теплой и влажной планетой, очень похожей на нашу собственную.
|
|
|
|
Геологические и минералогические данные свидетельствуют о том, что когда-то Марс обладал более плотной атмосферой, чем сегодня. Что еще более интригующе, на его поверхности мы также можем увидеть остатки древних озер и морей.
|
|
|
|
Два из них в настоящее время исследуются марсоходами НАСА Curiosity и Perseverance.
|
|
|
|
В какой-то момент, 3-4 миллиарда лет назад, Марс потерял свою атмосферу по причинам, которые до конца еще не выяснены, а вместе с ней и умеренные условия, позволявшие существовать на его поверхности жидкой воде.
|
|
|
|
Сегодня планета бесплодна и суха, за исключением воды, которая, как полагают, находится в ловушке под ее поверхностью, и льда, который мы можем видеть застывшим на ее полюсах.
|
|
|
|
Вопрос о том, когда именно на планете было тепло и влажно, остается открытым.
|
|
|
|
"Мы не понимаем климатических процессов, которые позволили это сделать", - говорит Форгет и указывает на важный вопрос, требующий изучения. "Жидкая вода означает, что существовала возможность возникновения жизни в то же время, когда жизнь появилась на Земле".
|
|
|
|
Считается также, что Марс переживал периоды обширного оледенения, в результате чего на его поверхности образовывались долины, когда атмосфера временно исчезала.
|
|
|
|
Модель Форгета надеется дать представление о том, когда происходили эти периоды. Она сможет сделать это с точностью, не похожей ни на одну из предыдущих моделей климата Марса. Текущие модели предоставляют лишь моментальный снимок климата в любой данный момент.
|
|
|
|
"Мы пытаемся создать новую модель, которая могла бы моделировать эволюцию Марса на протяжении тысяч или миллионов лет", - сказал Форгет. "Когда мы это сделаем, мы сможем моделировать эволюцию ледников и озер".
|
|
|
|
Атмосферные изменения
|
|
|
|
Чтобы разработать модель, Форгет и его команда взяли известную информацию о Марсе и с помощью мощных компьютеров смоделировали условия на его поверхности, к которым это могло привести.
|
|
|
|
Например, одним из известных основных факторов, влияющих на изменение положения Марса, был его наклон, когда планета вращается вокруг Солнца.
|
|
|
|
В настоящее время температура составляет около 25 градусов, как на Земле, но на протяжении всей истории Марса она варьировалась от почти нуля градусов до более чем 60 градусов. Это привело к значительным колебаниям количества тепла на поверхности Марса.
|
|
|
|
Толщина и состав марсианской атмосферы с течением времени также остаются открытым вопросом. Сегодня атмосфера планеты составляет около 1% от объема Земли, и на 95% она состоит из CO2.
|
|
|
|
"Мы привыкли думать, что если добавить достаточное количество CO2, то будет теплый климат", - сказал Форгет. "Но этого недостаточно. Есть еще кое-что, что позволяет поддерживать теплый климат".
|
|
|
|
В настоящее время считается, что древний вулканизм на Марсе выбросил в атмосферу значительное количество водорода, который в сочетании с CO2 мог создать значительный парниковый эффект. "Но это очень умозрительно. Здесь есть какая-то тайна", - отмечает Форгет.
|
|
|
|
Крупные столкновения, такие как столкновения с астероидами или кометами, также могли повлиять на климат Марса. "С помощью наших инструментов мы можем это смоделировать", - сказал Форгет. Свидетельства этих столкновений видны сегодня в виде кратеров на поверхности планеты.
|
|
Лица Марса
|
|
|
|
Хотя сегодня Марс бесплоден, в прошлом у него было много граней.
|
|
|
|
"Используя геологические данные, которые мы можем интерпретировать с помощью моделей, мы исследуем "50 различных планет" — ледяную планету, покрытую ледниками, планету с атмосферой, полностью замерзшей на полюсах, и планету без атмосферы", - сказал Форгет.
|
|
|
|
Это делает данное исследование применимым не только к Марсу, но и к планетам, вращающимся вокруг других звезд, в основе которого лежит идея поиска пригодной для жизни среды за пределами нашей Солнечной системы.
|
|
|
|
"Предел пригодности для жизни - это важная тема", - сказал он. "Мы можем исследовать, что требуется для того, чтобы на поверхности планеты, подобной Земле, была жидкая вода. Мы хотим определить, где вода будет стабилизироваться".
|
|
|
|
Понимание Марса даст нам возможность получить такие знания.
|
|
|
|
Источник
|
