Многочисленные свидетельства существования древних рек, ручьев и озер ясно показывают, что Марс в какой-то момент был достаточно теплым, чтобы жидкая вода могла течь по его поверхности. Хотя это может вызвать в воображении образы тропического марсианского рая, новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature Geoscience, опровергает эту идею.Исследование, проведенное учеными из Университета Брауна и Израильского института науки Вейцмана, предполагает, что тепло и потоки воды на древнем Марсе, вероятно, были эпизодическими, связанными с короткими периодами вулканической активности, извергающей в атмосферу тонны парникового газа, двуокиси серы.
Работа, в которой эффект вулканизма сочетается с новейшими климатическими моделями раннего Марса, предполагает, что периоды температур, достаточно высоких для протекания воды, вероятно, длились только десятки или сотни лет за раз.Со всем, что было известно о Марсе за последние годы, загадка древней воды на планете в некоторых отношениях стала глубже.
Последнее поколение климатических моделей раннего Марса предполагает, что атмосфера слишком тонкая, чтобы нагреть планету так, чтобы вода могла течь. Солнце также было намного более тусклым миллиарды лет назад, чем сегодня, что еще больше усложняет картину более теплого раннего Марса.«Эти новые климатические модели, которые предсказывают холодный и покрытый льдом мир, трудно согласовать с многочисленными доказательствами того, что вода текла по поверхности, образуя ручьи и озера», — сказал Джеймс У. Хед, профессор наук о Земле, окружающей среде и планетах. в Университете Брауна и соавтор новой статьи с Итаем Халеви Вейцмана. «Этот новый анализ предоставляет механизм для эпизодических периодов нагревания и таяния снега и льда, каждый из которых может длиться от десятилетий до столетий».
Халеви и Хед исследовали идею о том, что нагревание могло быть связано с периодическим вулканизмом. Многие из геологических особенностей, которые предполагают, что течение воды возникло примерно 3,7 миллиарда лет назад, когда считались активными массивные вулканы и происходили огромные излияния лавы.
Однако на Земле широко распространенный вулканизм часто приводит к похолоданию, а не к потеплению. Частицы серной кислоты и густой пепел отражают солнечные лучи, что может снизить температуру.
Но Хед и Халеви думали, что влияние серы в запыленной атмосфере Марса могло быть другим.Чтобы выяснить это, исследователи создали модель того, как серная кислота может реагировать с пылью, широко распространенной в марсианской атмосфере. Работа предполагает, что частицы серной кислоты попадали на частицы пыли, что уменьшало бы их способность отражать солнечные лучи.
Между тем, газообразный диоксид серы будет производить умеренный парниковый эффект — ровно настолько, чтобы нагреть экваториальную область Марса, чтобы вода могла течь.Хед много лет проводил полевые исследования в Антарктиде и считает, что климат раннего Марса, возможно, был очень похож на климат в холодных, похожих на пустыню Сухих долинах Мак-Мердо.
«Средняя годовая температура в Сухих долинах Антарктики намного ниже нуля, но пиковые летние дневные температуры могут превышать точку плавления воды, образуя кратковременные потоки, которые затем снова замерзают», — сказал Хед. «Подобным образом мы обнаруживаем, что вулканизм может поднимать температуру на раннем Марсе выше точки плавления на десятилетия или столетия, вызывая эпизодические периоды образования ручьев и озер».Но по мере того, как тот ранний активный вулканизм на Марсе прекратился, исчезла и возможность более высоких температур и текущей воды.
Хед сказал, что исследование может дать новые ключи к разгадке того, где на Марсе могут быть найдены окаменелые остатки жизни, если они когда-либо существовали.«Жизнь в Антарктиде в виде водорослей очень устойчива к экстремально холодным и засушливым условиям и просто ждет, пока периодическое вливание воды« расцветет »и разовьется», — сказал он. «Таким образом, древние и в настоящее время сухие и бесплодные реки и озера на Марсе могут содержать остатки подобной примитивной жизни, если она когда-либо существовала на Марсе».