CEE: мощная пыльная буря привела к внесезонной утечке и оставила Марс без воды
Марс, сегодня известный как засушливая и безжизненная пустыня, хранит в себе следы прошлого изобилия. Геологические находки, такие как русла рек и минералы, изменённые водой, свидетельствуют о том, что в прошлом Красная планета была более влажной и подходящей для жизни. Одной из основных задач современной планетологии является изучение причин и механизмов утраты Марсом его водных ресурсов.
Новое исследование, опубликованное в журнале Communications Earth & Environment, раскрывает ранее неизвестный аспект этого процесса. Учёные выяснили, что мощные локальные пыльные бури, редкие для Марса, могут поднимать воду в верхние слои его атмосферы. Этот процесс наиболее интенсивен в летние месяцы, когда северное полушарие планеты нагревается.
Адриан Бринес, один из авторов исследования из Астрофизического института Андалусии, отмечает: «Наше открытие показывает влияние пыльных бурь на климатическую эволюцию Марса и раскрывает новый механизм потери воды».
Водородная утечка
Водород, возникающий при фотодиссоциации молекул воды в атмосфере, указывает на потери воды. Анализ данных показывает, что за миллиарды лет Марс потерял значительное количество воды, достаточное для образования слоя толщиной в сотни метров на его поверхности.
Франк Дарден из Бельгийского королевского института космической аэрономии объясняет: «Марс, как и Земля, имеет четыре сезона из-за схожего наклона оси вращения, но его орбита более вытянута, что приводит к неравномерному распределению солнечной энергии. Лето в Южном полушарии характеризуется высокими температурами и динамическими процессами, насыщающими атмосферу пылью и нагревом, поднимая водяной пар на значительные высоты».
Ультрафиолетовое излучение Солнца расщепляет водяной пар, вызывая утечку водорода в космос. В период северного лета потери воды минимальны.
Неожиданное наблюдение
В летний период 37 марсианского года (2022–2023 гг. по земному календарю) в Северном полушарии наблюдалось аномальное увеличение концентрации водяного пара. Сехэй Аоки из Токийского университета объясняет: «Усиление концентрации водяного пара связано с локальной пыльной бурей».
Это открытие основано на данных орбитальных аппаратов ExoMars Trace Gas Orbiter, Mars Reconnaissance Orbiter и Emirates Mars Mission.
Бринес отмечает: «Благодаря систематическому мониторингу и использованию современных инструментов мы смогли детально изучить вертикальное распределение водяного пара, пылевых частиц, водяных облаков и утечек водорода».
Нетипичная пыльная буря подняла водяной пар на высоты до 60–80 километров, особенно в высоких широтах Северного полушария, где его концентрация превысила обычную в 10 раз.
Дарден добавляет: «Этот феномен не был предсказан существующими климатическими моделями».
Избыток водяного пара распространился по всей планете. Через несколько недель количество пыли нормализовалось, и большая часть воды вернулась в нижние слои атмосферы. Это привело к резкому увеличению концентрации водорода в экзосфере и, соответственно, к росту утечек в космос примерно в 2,5 раза по сравнению с предыдущими годами.
Этот кратковременный эпизод продемонстрировал дополнительный механизм потери воды с Марса.