|
Тонкий лед защищал озерную воду Марса
|
|
|
|
Небольшие озера на древнем Марсе, возможно, оставались жидкими в течение десятилетий, даже при средних температурах воздуха значительно ниже нуля. Используя климатическую модель, адаптированную к марсианским условиям, группа исследователей из Университета Райса недавно обнаружила, что озера в таких местах, как кратер Гейла, вблизи экватора Марса, могли сохраняться под тонким сезонным льдом по меньшей мере десятилетия и, вероятно, до тех пор, пока климатические условия были стабильными. Эти результаты способствуют разрешению давней загадки в науке о Марсе: особенности поверхности, сформированные устойчивой жидкой водой, сосуществуют с климатическими моделями, предполагающими, что ранний Марс был слишком холодным для поддержания таких условий.
|
|
|
|
Исследование, опубликованное в журнале AGU Advances, предлагает новое объяснение того, как озера могли существовать без теплого климата и почему древние марсианские озера так хорошо сохранились сегодня.
|
|
|
|
"Увидев древние озерные бассейны на Марсе без явных признаков толстого, долговечного льда, я задалась вопросом, могли ли эти озера сохранять воду более одного сезона в холодном климате", - сказала Элеонора Морленд, аспирантка Райс и ведущий автор исследования. "Когда наша новая модель начала показывать озера, которые могут сохраняться десятилетиями, покрытые лишь тонким, сезонно исчезающим слоем льда, было удивительно, что у нас, возможно, наконец-то есть физический механизм, который соответствует тому, что мы видим на Марсе сегодня".
|
|
|
|
|
|
|
Адаптация набора климатических инструментов Земли
|
|
|
|
Исследователи адаптировали инструмент моделирования климата под названием Proxy System Modeling, первоначально разработанный исследователем климата Земли Сильвией Ди, для реконструкции древнего климата, используя косвенные данные, такие как годичные кольца деревьев или ледяные керны.
|
|
|
|
В то время как на Земле есть естественные маркеры для этих данных, на Марсе нет деревьев или сопоставимых показателей. Вместо этого исследовательская группа использовала измерения, собранные марсоходами, используя данные о горных породах и минералах планеты в качестве ориентиров для определения климата.
|
|
|
|
За несколько лет они переработали модель озер, чтобы отразить Марс таким, каким он был около 3,6 миллиарда лет назад, учтя такие различия, как более слабый солнечный свет, богатая углекислым газом атмосфера и четкие сезонные закономерности.
|
|
|
|
Они провели 64 различных теста в рамках новой модели моделирования озер на Марсе с реконструкцией и моделированием атмосферы (LakeM2ARS), основанной на реальных данных марсохода Curiosity НАСА в кратере Гейл и моделировании климата Марса. Каждый тест моделировал гипотетическое озеро внутри кратера в течение 30 марсианских лет, что эквивалентно приблизительно 56 земным годам, что позволило исследователям определить, может ли озеро реально оставаться жидким в таких условиях.
|
|
|
|
"Было интересно провести мысленный эксперимент о том, как модель озера, разработанная для Земли, может быть адаптирована для другой планеты, хотя этот процесс требовал значительных усилий по отладке, когда нам приходилось изменять, скажем, гравитацию", - сказал Ди, доцент кафедры наук о Земле, окружающей среде и планетологии. соавтор исследования.
|
|
|
|
"Мы были удивлены и воодушевлены тем, насколько чутко модель реагировала на такие параметры, как атмосферное давление и сезонность температуры. Это показывает, что при некотором творческом подходе и экспериментах модели земного происхождения могут дать реалистичные климатические сценарии для Марса".
|
|
|
|
В некоторых моделях озера полностью замерзали в холодное время года, в то время как в других озера оставались жидкими и были покрыты тонким слоем льда, вместо того чтобы замерзать полностью. Этот тонкий лед действовал как изолирующая крышка, значительно снижая потерю воды и в то же время позволяя солнечному свету нагревать лед озера в теплое время года.
|
|
|
|
В результате этого сезонного циклирования глубина некоторых смоделированных озер практически не менялась на протяжении десятилетий, что позволяет предположить, что они могут оставаться стабильными в течение более длительного времени, даже при средней температуре воздуха ниже нуля в течение большей части времени.
|
|
|
|
"Этот сезонный ледяной покров действует как естественное покрывало для озера", - сказала Кирстен Зибах, доцент кафедры наук о Земле, окружающей среде и планетологии и соавтор исследования.
|
|
|
|
Он изолирует воду зимой, позволяя ей таять летом, - говорит Зибах. "Поскольку лед тонкий и временный, он оставил бы мало следов, что могло бы объяснить, почему марсоходы не обнаружили явных признаков многолетнего льда или ледников на Марсе", - сказала она.
|
|
|
|
Полученные данные свидетельствуют о том, что на раннем Марсе, возможно, существовали долговременные озера, не требующие постоянно теплых условий, что опровергает прежние представления о том, что поверхностным водам на Марсе требуется постоянное тепло.
|
|
|
|
Будущие исследования
|
|
|
|
Если древние марсианские озера сохранились под сезонным льдом, а не под толстым постоянным, то особенности Марса, которые было трудно согласовать с прошлыми климатическими моделями, включая сохранившиеся береговые линии, слои отложений и залежи полезных ископаемых, теперь могут получить более четкое толкование.
|
|
|
|
Исследователи заявили, что они с нетерпением ожидают возможности применить LakeM2ARS к другим марсианским бассейнам, чтобы выяснить, могли ли подобные озера существовать где-либо еще. Они также намерены изучить, как такие факторы, как изменения в составе атмосферы или циркуляция грунтовых вод, могли повлиять на стабильность озерного льда с течением времени.
|
|
|
|
"Если подобные закономерности проявятся по всей планете, результаты подтвердят идею о том, что даже на раннем Марсе, где было довольно холодно, круглый год могла сохраняться жидкая вода, ключевой компонент окружающей среды, пригодный для жизни", - сказал Морленд.
|
|
|
|
Источник
|
