Европейские планетологи обнаружили, что значительная часть воды на Марсе исчезла из-за периодических изменений в угле наклона оси вращения планеты. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Astronomy, при больших углах наклона скорость потери воды в космос возрастала в десятки раз по сравнению с современными темпами.
«Мы пока не можем точно сказать, сколько воды Марс потерял за все время существования, но предполагаем, что улетучивание атомов водорода из его атмосферы сыграло важную роль в этом процессе. Наш анализ показывает, что темпы потери водорода резко увеличивались более чем на порядок [6 × 1027 атомов в секунду] в те периоды, когда ось вращения Марса была сильно наклонена», — отмечают исследователи.
Группа европейских ученых под руководством Габриэллы Гилли из Астрофизического института Андалузии в Гранаде пришла к такому выводу, разработав детальную трехмерную модель климата и атмосферы Марса. Модель позволяет точно оценивать скорость улетучивания различных атомов и ионов из атмосферы планеты в космос под воздействием солнечного ветра.
Интерес ученых к этому процессу обусловлен тем, что недавние измерения, полученные с помощью зондов MAVEN и «ЭкзоМарс-TGO», показывают, что Марс должен был потерять значительно меньше воды, чем предполагает геологическая информация о существовании в прошлом рек, озер и океанов на его поверхности. Это заставило ученых предположить, что в прошлом скорость испарения атомов водорода в космос могла быть значительно выше.
Руководствуясь этой гипотезой, астрономы просчитали частоту попадания молекул воды в верхние слои атмосферы Марса в разные эпохи и их последующего распада на водород и кислород, способные покинуть планету. Оказалось, что скорость испарения сильно зависела от угла наклона оси Марса: чем больше угол, тем быстрее планета теряла воду. Это связано с накоплением пыли, поглощающей солнечную энергию, что приводит к нагреву и разрежению атмосферы.
Ученые отмечают, что ось Марса периодически «качается» в широком диапазоне, и в прошлом возникали периоды с наклоном до 35-40 градусов, по сравнению с нынешними 25 градусами. В такие периоды темпы потери водорода были на один-два порядка выше, чем сегодня, что привело к потере огромного количества воды, достаточного для покрытия всей поверхности планеты слоем в 80 метров.
За последнее десятилетие планетологи нашли множество свидетельств существования рек, озер и океанов на поверхности Марса в глубокой древности. По текущим оценкам, их объем был сопоставим с земным Северным Ледовитым океаном, а общего количества воды хватило бы для покрытия поверхности планеты слоем в 140 метров. Куда исчезла эта вода, ученые пока не могут точно сказать, но новое исследование проливает свет на один из ключевых факторов ее потери.
