Ледяные облака согревали Марс в древности

Американские ученые проверили гипотезу, согласно которой парниковые газы из водяного льда помогали древнему Марсу сохранять теплый и засушливый климат.

Сегодня Марс — сухой и холодный мир. Однако миллиарды лет назад там были реки и озера, хотя планета получала в три раза меньше солнечного света. Так как же Марс мог быть достаточно теплым, чтобы удерживать воду в жидком состоянии? Авторы нового исследования — ученые из Университета Чикаго и Лаборатории реактивного движения при Калифорнийском технологическом институте — считают, что в древности Красная планета сохраняла теплый и засушливый климат благодаря особым ледяным облакам, которые создавали парниковый эффект. Результаты их работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ученые использовали глобальную климатическую модель, чтобы проверить способность «облачной теплицы» согревать планету, подобную Марсу, и поддерживать среднегодовую температуру в 265 кельвинов — достаточную для низкоширотных озер. Эту модель предлагали еще несколько лет назад, но от нее пришлось отказаться, поскольку она работает, только если на планете есть пространственно неоднородные поверхностные источники воды (реки, озера, искусственные водохранилища, пруды).

Поэтому некоторые специалисты предлагали альтернативные сценарии: к примеру, что столкновение с огромным астероидом могло высвободить достаточно кинетической энергии, чтобы нагреть Марс. Как показали другие расчеты, этот эффект сохранится всего на один-два года, а год или два, в то время как следы древних рек и озер говорят о том, что потепление там присутствовало как минимум сотни лет. Но американские ученые решили вернуться к отвергнутой ранее идее: по их мнению, на Марсе даже в самый влажный его период было намного меньше воды, чем на на нашей планете сегодня, однако его водный цикл, вероятно, позволял частицам воды оставаться в воздухе до года.

Если ледяной покров покрывал бы большую часть Марса, это создало поверхностную влажность, благоприятную для облаков на малой высоте, которые, как считается, несильно нагревают планеты или даже охлаждают, отражая солнечный свет. Но когда есть только участки льда — например, на полюсах или вершинах гор — воздух у поверхности становится суше. Подобные условия удобны для «высоких» облаков, как раз помогающих сохранять тепло. Даже небольшое количество облаков в атмосфере способно значительно повысить температуру, создавая парниковый эффект, подобный углекислому газу в атмосфере.

«В нашей модели облака ведут себя не по-земному. Согласно ей, как только воду переместить в атмосферу раннего Марса, она останется там довольно долго — около года, — и это создает условия для долгоживущих высотных облаков», — сказал Эдвин С. Кайт, возглавлявший исследование. В результате климат будет засушливым, а средняя относительная влажность поверхности, по оценкам ученых, составит 25%. Источниками озер в такой среде могут выступать тающий лед или грунтовые воды.

Подтвердить эту гипотезу должен недавно прибывший на Марс ровер Perseverance, который на прошлой неделе впервые получил кислород из атмосферы Красной планеты. «Марс важен, ведь это единственная известная нам планета, которая имела способность поддерживать жизнь, а затем потеряла ее, — добавил Кайт. — Долгосрочная климатическая стабильность Земли замечательна. Мы хотим понять все механизмы, которые могут ее нарушить, и все способы, чтобы сохранить».