Зонд MAVEN указал на основной механизм улетучивания марсианской воды в космос

Изучив данные межпланетной станции MAVEN, планетологи сделали вывод, что почти все запасы марсианской воды улетучились в космос напрямую, поднимаясь из верхних слоев атмосферы. Раньше ученые предполагали, что вода сперва распадалась на молекулы водорода, а уже потом эти молекулы улетучивались в космос.  Статью с описанием исследования опубликовал научный журнал Science.

"В прошлом мало кто считал, что вода в принципе может существовать в верхних слоях атмосферы Марса. Наши расчеты показывают, что за последний миллиард лет эта часть воздушной оболочки планеты потеряла столько воды, сколько хватило бы на то, чтобы покрыть ее поверхность океаном толщиной в 44 см. Еще 17 см воды Марс спотерял из-за пылевых бурь", – пишут исследователи.

За последние десять лет планетологи обнаружили множество свидетельств того, что на поверхности Марса некогда существовали реки, озера и целые океаны пресной воды. Теоретически, в такой воде могла зародиться жизнь земного типа.

Ученые считают, что на Марсе воды было примерно столько же, сколько и в Северном Ледовитом океане. Более того: воды на юном Марсе хватило бы, чтобы покрыть его поверхность слоем влаги толщиной в 140 метров. Однако куда она пропала и когда появилась на поверхности Красной планеты, ученые пока не могут точно сказать.

Большинство планетологов предполагает, что почти вся марсианская вода улетучились в космос. Это связано как с небольшими размерами Марса, так и с тем, что у него нет мощного магнитного поля, подобное земному. Как именно происходил этот процесс, пока не известно. Эту загадку сейчас решают сразу две космические миссии – российско-европейский зонд "ЭкзоМарс-TGO" и американский аппарат MAVEN.

Тайна пропажи океанов Марса

В новой работе планетологи под руководством директора отдела изучения Солнечной системы в Центре космических полетов NASA им. Годдарда (США) Пола Махаффи получила первые данные о том, как вода из атмосферы Марса улетучивалась в космос в последний миллиард лет его истории Марса. Чтобы выяснить это, исследователи изучали данные, которые собирал зонд MAVEN.

Астрономов интересовали две вещи – как много паров воды и похожих на нее молекул есть в верхних и нижних слоях атмосферы Марса в разные сезоны, а также то, соотносится ли их количество с концентрацией в атмосфере молекулярного водорода.

Дело в том, что, по мнению ученых, в атмосфере Марса на высоте в 50–60 километров и выше, где находится так называемая "гигропауза", воды в чистом виде не может быть в каких-либо значимых количествах. 

Поэтому астрономы предполагали, что вода улетучивается из атмосферы Марса в космос не напрямую, а из-за того, что ее молекулы распадаются, в результате чего распадается нейтральный водород. Его молекулы могут спокойно преодолевать гигропаузу и подниматься в верхние слои атмосферы, где их может уносить в космос солнечный ветер.

Махаффи и его коллеги проверили, так ли это на самом деле. С помощью приборов зонда MAVEN они вычислили положение гигропаузы и типичное количество воды по обе ее стороны. Оказалось, что гигропауза вовсе не была непроницаема для паров воды.

Данные зонда показывают, что вода в верхних слоях атмосферы Марса находится на протяжении всего года. В верхних слоях атмосферы ее концентрация резко возрастала летом в южном полушарии Марса и во время мощных пылевых бурь. Однако аналогичных колебаний в концентрации водорода в нижних слоях атмосферы, которые расположены на большом расстоянии от гигропаузы, планетологи не зафиксировали.

Все это, по мнению Махаффи и его коллег, указывает на то, что вода Марса улетучивается в космос преимущественно напрямую, поднимаясь в верхние слои его атмосферы и взаимодействуя там с космическими лучами и солнечным ветром. Дальнейшие наблюдения за атмосферой Марса и изучение его поверхности при помощи марсоходов, как надеются ученые, поможет им понять, когда начался этот процесс.