• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
Вчера, 18:03
Александр Березин
3
1 681

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
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.

Сегодня, 08:06
Юлия Тарасова

Какие физические параметры делают мужское тело привлекательным? В новом международном исследовании ученые попытались разобраться в вопросе с помощью снимков рентгеновской денситометрии и эволюционного моделирования. Полученные результаты поставили под сомнение популярный стереотип о предпочтении худощавых и мускулистых мужчин.

Вчера, 19:44
Игорь Байдов

Гарум — знаменитый рыбный соус, который был неотъемлемой частью кухни Древнего Рима и других средиземноморских культур. Он стоял на столах и в хижинах бедняков, и в пиршественных залах патрициев. Философ Сенека с отвращением называл его «‎драгоценной сукровицей протухших рыб», но миллионы римлян обожали эту приправу. Что на самом деле входило в ее состав? Ответ на вопрос нашла международная команда ученых с помощью чанов, которые использовались для приготовления соуса.

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».

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.

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.

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
14 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
15 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