• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
Вчера, 18:03
Александр Березин
3
1 219

Теплый климат древности сделал современный Марс холодным

❋ 5.2

Солнце в последние миллиарды лет стало ярче, что позволило Земле сохранить пригодный для сложной жизни климат. Марс, напротив, имел подходящий климат несколько миллиардов лет тому назад, но со временем стал слишком холодным — несмотря на все более жаркие солнечные лучи. Авторы нового исследования предположили, что именно древний теплый климат стал причиной превращения четвертой планеты в холодную пустыню.

Кратер Гейл, снимок Сuriosity. Породы на переднем плане остались после древнего озера в этом районе. Похоже, оно и ему подобные связаны с серьезным ухудшением марсианского климата / © NASA, JPL

На трех из четырех планет земной группы в Солнечной системе ключевую роль в регулировании климата играет углекислый газ. В отличие от водяного пара, он сравнительно устойчив к замерзанию, но тоже хорошо поглощает инфракрасное излучение, согревая планеты. Поэтому давний парадокс молодого теплого Марса — то, что когда-то эта планета была достаточно теплой для рек и морей, а потом стала холодной — уже давно пытались решить, предполагая, что когда-то атмосфера из СО2 там была более плотной, а потом истончилась.

Когда-то утверждали, что причиной стала потеря газа в космос из-за отсутствия магнитного поля. Однако эта гипотеза не выдержала первой же проверки: оказалось, если бы углекислый газ в больших количествах покинул планету, на ней осталась повышенная концентрация тяжелых изотопов углерода. Но этого не наблюдается, то есть главный парниковый компонент атмосферы исчез по другой причине, а никак не из-за магнитного поля.

Теперь международная группа ученых предложила альтернативное объяснение. Они ссылаются на обнаруженные марсоходом Curiosity залежи карбонатов — минералов, содержащих углерод — в районе кратера Гейл. Учтя оцениваемую толщину этих отложений и экстраполировав ее на всю планету, исследователи пришли к выводу, что именно образование этих минералов сделало четвертую планету холодной и, соответственно, сухой. Работу об этом опубликовали в журнале Nature.

Образование карбонатов типа того же CaCO₃ в земных условиях происходит, когда вода с растворенным в ней углекислым газом сталкивается с материалами, содержащими кальций. После образования растворение карбонатов в природных условиях возможно только в сравнительно кислых средах или при существенном давлении. Исследователи представили модель, в которой теплые условия на древнем Марсе были достаточны, чтобы образовать карбонаты, но не создавали ситуаций, когда эти карбонаты могли бы растворяться, отдавая углекислый газ обратно в атмосферу.

В таких условиях образования карбонатов шли «в одни ворота»: они только накапливались, но не растворялись. По расчетам, если условия кратера Гейл, где работал марсоход NASA, достаточно типичны, всего таким образом может быть связано на порядок больше СО2, чем есть в атмосфере Марса сегодня. Без этого планета была бы на десятки градусов теплее. То есть, заключили ученые, периодические теплые периоды на четвертой планете (например, из-за временного улучшения инсоляции) были главной причиной обеднения ее парниковыми газами и последующих похолоданий.

Вид на кратер Гейл с орбиты, снимок спутника MRO / © NASA, JPL

Гипотеза, с одной стороны, выглядит достаточно логичной: в отличие от потери СО2 в космос, образование карбонатов не «отсеивает» легкий углерод из атмосферы планеты, а значит, наблюдаемое соотношение изотопов углерода на Марсе не противоречит карбонатному механизму его выхолаживания.

В то же время исследователи обошли молчанием тот факт, что на Марсе почти нет азота, хотя на Земле его 78 процентов атмосферы. По мнению многих планетологов, поначалу сходная картина была и на четвертой планете. Ранее другие научные группы вычислили, что хотя сам азот не парниковый газ, от его количества в атмосфере сильно изменяется эффективность удержания ИК-излучения СО2. То есть он непрямым образом существенно влияет на парниковый эффект.

Если учесть этот момент, то объяснить феномен превращения теплого и влажного древнего Марса в современную холодную пустыню без прояснения судьбы местного азота проблематично. Интересно, что исследования Curiosity показали высокое содержание нитратов (солей азота) в марсианском грунте, до 1100 частей на миллион в отдельных образцах. То есть трудно исключать, что и эта часть местной атмосферы каким-то образом оказалась химически связанной в грунте.

Дискуссия о причинах превращения четвертой планеты в холодной мир имеет далеко не только академическое значение. SpaceX Илона Маска планирует начать терраформирование Марса. Если в местном грунте действительно много связанного углерода и азота, нагрев планеты всего на несколько градусов может запустить цепную реакцию парникового эффекта. Пока известно только об адсорбции углекислого газа и азота марсианским реголитом. В таком случае местная атмосфера будет все лучше удерживать тепло. Авторы отдельных научных работ предполагали, что такой процесс закончится достижением Марсом средней температуры в плюс 15 градусов — как у современной Земли.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Заместитель главного редактора Naked Science. Автор специализируется на популяризации в области истории, космологии, астрономии, медицины, климата, макроэкономики и техники. Лауреат премии «Научный журналист года-2021».
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
1 июля, 13:35
Людмила Соколова

В бирманском янтаре, добываемом в северо-восточной части Мьянмы, обнаружили грибы Ophiocordyceps, паразитирующие на муравьях. Находка возрастом около 99 миллионов лет показала, что «зомби-грибы» могли управлять поведением насекомых уже в начале мелового периода.

1 июля, 10:44
Александр Березин

На конференции в Снагове (Румыния) исследователи заявили о частичной расшифровке надписи на могиле итальянском Неаполе. Согласно их анализу, в ней захоронен Влад Дракула, известный правитель Валахии. Вопрос о том, как его останки могли попасть в южную Италию, которую тогда контролировала арагонская династия, остается открытым.

Вчера, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

28 июня, 18:58
Игорь Байдов

За последние 30 лет размер трески, обитающей в Балтийском море, значительно уменьшился. Если раньше рыбаки вылавливали из воды особей размером с маленького ребенка, то теперь добытая рыба легко помещается в ладонях. Авторы нового исследования винят в этом человека, который заставил один из видов эволюционировать в «карликов».

27 июня, 09:47
Авдей Палиш

Снимки с фотоловушек давно стали культурным явлением. Особенно забавными выглядят медведи. Мы с удовольствием смотрим на зверей, попавших в объектив камер в национальных парках: тигр украл фотоловушку, муравьед проехал верхом на муравьеде и так далее. Но не все животные настолько обаятельные. Ученые из США решили развить эмпатию к гремучим змеям, которых многие боятся. Для этого специалисты запустили трансляцию из «мегалогова», где рептилии отдыхают и рожают потомство.

29 июня, 17:23
Людмила Соколова

Чтобы понять, как часто за пределами Солнечной системы встречаются миры, похожие на Землю, ученые из Калифорнийского университета (США) провели статистический анализ 517 экзопланет. Результаты показали, что всего три мира, включая наш, соответствуют критериям потенциальной обитаемости. Наиболее перспективными из них оказались Kepler-22b и Kepler-538b.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

5 июня, 13:20
Александр Березин

Вид антилоп, с ледникового периода привыкший к массовым миграциям, пытается вернуться в свой исторический ареал, когда-то достигавший Днепра. Однако их нетипичные для травоядных привычки вызывают сильнейшее отторжение у сельских жителей, предлагающих массово уничтожать их с воздуха. С экологической точки зрения возвращение этих животных весьма желательно, но как примирить их с фермерами — неясно.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария
1 2
1 2
7 часов назад
-
0
+
>В более теплых условиях карбонаты разлагаются, испуская СО2, а нитраты — испуская азот. Что? В каких ещё "более тёплых условиях", в венерианских что ли? Или при падении метеорита? Зачем писать информацию, взятую из головы, не проверив её? Не разлагаются никакие нитраты-карбонаты при "нагреве планеты на несколько градусов", точка. Чтобы разложить нитрат, как и карбонат, придётся светить на грунт излучением в десятки раз интенсивнее чем солнечная постоянная. Или греть грунт СВЧ-лучами. Так греть, чтобы он нагрелся градусов до 300 по Цельсию. Тогда будет быстрое разложение. А если ты нагреешь до 200°С, будет медленное разложение. Вроде результат один и тот же, но при быстром ты энергии потратишь меньше...в общем дегазация грунта будет адски долгим и сложным занятием, с миллиардами скважин, тераваттами суммарной мощности (в виде тысяч реакторов!!!) и невероятным количеством денег. Не надо тешить простодушного читателя ложными надеждами!
Дмитрий Kuрueнко
8 часов назад
-
1
+
Очень интересно, но совершенно ничего не понятно. Какие карбонаты, какие нитраты? Нитратов разлагающихся при заданной температуре не существует. Единственный карбонат который разлагается при 15 градусах -карбонат аммония. И все бы ничего, тут тебе и СО2 и азот, но только этот карбонат на Марсе никто никогда не находил, а греть планету до сотен градусов вряд ли входит в планы Маска как бы не сильна была в него Ваша вера.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно