Ледяные облака согревали древний Марс, заявили планетологи

Используя компьютерное моделирование, планетологам удалось найти многообещающее объяснение одного из давних противоречий в истории древнего Марса: в то время, когда Красная планета была покрыта морями, реками и океанами, она получала более чем в три раза меньше солнечного света, чем Земля сегодня. По мнению ученых, ответ кроется в тонком слое ледяных облаков, которые окутывали молодой Марс и усиливали парниковый эффект. Исследование представлено в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Между явными доказательствами присутствия жидкой воды на поверхности древнего Марса и попытками объяснить это с точки зрения физики и химии возник досадный разрыв. Наша гипотеза имеет большое значение для его устранения», – заявил Эдвин Кайт, ведущий автор исследования из Чикагского университета (США). Озеро на Марсе в представлении художника. Credit: Natgeotv Из множества объяснений, которые ранее выдвигали ученые, ни одно не решало все проблемы. Например, столкновение с огромным астероидом могло бы высвободить достаточно кинетической энергии, чтобы нагреть Марс. Однако последующие расчеты показали, что этот эффект продлится всего год или два, а следы древних рек и озер указывают на их существование сотни лет.

Другая перспективная идея заключалась в облаках, похожих на перистые на Земле. Ведь даже небольшое их количество в атмосфере может значительно повысить температуру планеты. Впервые она была предложена еще в 2013 году, но тогда от нее отказались, так как она воспроизводила необходимые климатические условия только в том случае, если облака имели неправдоподобные свойства. Например, вода должна была оставаться в атмосфере в течение длительного времени – намного дольше, чем это обычно бывает на Земле – поэтому такое объяснение казалось маловероятным. Ледяные облака в марсианском небе. Credit: NASA/JPL-Caltech Однако, используя трехмерную модель атмосферы Марса, планетологи доработали симуляцию, основанную на облаках, обнаружив, что ее недостающей частью было количество льда на поверхности Марса.

«Если бы лед покрыл большую часть Красной планеты, это создало бы влажность, благоприятную для облаков на малой высоте, которые, как считается, не сильно нагревают планеты или даже могут их охлаждать, отражая солнечный свет. Но если есть только участки льда, например, на полюсах или на вершинах гор, воздух становится намного суше. Эти условия благоприятствуют появлению высотного слоя облаков, который приводит к парниковому эффекту», – отмечает Эдвин Кайт. Северная полярная шапка Марса. Credit: NASA/JPL/Malin Space Science Systems На Земле, где вода покрывает почти три четверти поверхности, вода движется быстро и неравномерно между океаном, атмосферой и сушей. Это означает, что некоторые места в основном засушливы, а другие богаты водой. Напротив, даже на пике своей «обитаемости» на поверхности Марса было гораздо меньше воды.

«Наша модель предполагает, что как только вода переместится в атмосферу раннего Марса, она останется там довольно долго, около года, и это создает условия для появления долгоживущих высотных облаков», – пояснил Эдвин Кайт. Снимок, полученный марсоходом NASA «Perseverance» во время его первой поездки по поверхности Красной планеты. Credit: NASA/JPL-Caltech Достигший в феврале 2021 года поверхности Марса ровер NASA «Perseverance», вероятно, сможет проверить эту идею несколькими способами, например, путем анализа гальки для восстановления атмосферного давления на Красной планете в прошлом.