Геофизики объяснили механизм потери Марсом плотной атмосферы. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Communications, а кратко о них сообщается на сайте НАСА.
По мнению ученых, 3,8 миллиарда лет назад на Марсе был достаточно влажный и теплый климат для поддержания существования водоемов. Этому способствовала, в частности, плотная атмосфера планеты.
В настоящее время атмосфера Марса на 95 процентов состоит из углекислого газа (двуокиси углерода). По мнению ученых, в далеком прошлом в воздушной оболочке планеты также преобладал этот газ.
Углерод из атмосферы, как полагали ученые, мог уйти двумя путями. Первый заключается в возможности его поглощения марсианской корой. Второй способ связывает потерю углерода с его уходом в космос.
Наблюдения с марсианских орбитальных спутников и роверов не подтвердили первую гипотезу, поскольку в верхних слоях коры планеты эти аппараты не обнаружили следов избыточного содержания легкого углерода. С другой стороны, исследование отношения содержания изотопов углерода-12 и углерода-13 показало аномально высокое количество тяжелого углерода в атмосфере планеты.
Исследователи предположили, что легкие изотопы могли попасть в космос. Это и подтвердили ученые в своей новой работе. По их словам, в далеком прошлом на Марсе существовал аналогичный земному круговорот углерода. Первоначально это соединение в форме углекислого газа находилось в мантии планеты и при извержении вулканов попало в ее атмосферу. На поверхности Марса в районе полярных шапок он мог заключаться в лед и переходить в газ со сменой времен года.
Также углекислый газ мог растворяться в воде, которая затем выпадала в виде осадков и попадала на сушу или водоемы Марса. Между тем с течением времени значительное количество легкого углерода ушло в космос. Произошло это, как полагают ученые, благодаря фотодиссоциации (химической реакции, приводящей к распаду под действием электромагнитного излучения соединения на составляющие) углекислого газа.
При облучении ультрафиолетом в верхних слоях атмосферы углекислый газ распадался на окись углерода и кислород, после чего первое соединение под действием излучения еще раз распадалось на углерод и кислород.
Некоторые из атомов углерода имели достаточную энергию, чтобы покинуть атмосферу Марса и оказаться в космосе. По мнению ученых, этого механизма достаточно для потери атмосферой Марса углерода, которая 3,8 миллиарда лет назад была немного менее плотной, чем земная.
Ранее американские геофизики установили, что каждую секунду атмосфера Марса теряет около ста грамм материи. К своим выводам ученые пришли после анализа данных с орбитального спутника MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution).