Присутствие молекулярного водорода, помимо углекислого газа и воды, могло создать парниковый эффект на Марсе 3,8 миллиарда лет назад, который поднял температуры до достаточно высоких, чтобы образовалась жидкая вода, утверждают исследователи в текущем выпуске журнала Nature Geoscience.В команду входят Рамзес М. Рамирес, докторант, работающий с Джеймсом Кастингом, профессором геолого-геофизических исследований Эвана Пью, штат Пенсильвания.Предыдущие попытки добиться достаточно высоких температур, чтобы можно было использовать жидкую воду, использовали климатические модели, включающие только углекислый газ и воду, и не увенчались успехом.
Исследователи использовали модель, чтобы показать, что атмосфера с достаточным количеством углекислого газа, воды и водорода могла привести к повышению температуры поверхности Марса до отметки выше нуля. Эти температуры выше нуля позволили бы жидкой воде течь по поверхности Марса более 3,8 миллиарда лет назад и сформировать древние сети долин, такие как долины Нанеди, во многом аналогичные участкам змеи Гранд-Каньона на западе Соединенных Штатов сегодня.«Это захватывающе, потому что объяснение того, как ранний Марс мог быть достаточно теплым и влажным, чтобы образовать древние долины, заставляло ученых чесать затылки в течение последних 30 лет», — сказал Рамирес. «Мы думаем, что у нас есть надежное решение этой великой загадки».
Исследователи отмечают, что одна из альтернативных теорий состоит в том, что марсианские долины образовались в результате бомбардировки планеты большими метеоритами, в результате чего образовалась паровая атмосфера, которая затем выпала. Но этот механизм не может производить большие объемы воды, необходимые для прохождения долин.«Мы думаем, что нет никакого способа сформировать древние долины с помощью какой-либо из альтернативных холодных ранних моделей Марса», — сказал Рамирес. «Однако проблема с продажей теплого раннего Марса заключается в том, что за последние три десятилетия никто не смог предложить осуществимый механизм.
Так что мы надеемся, что наши результаты заставят людей пересмотреть свои позиции».Рамирес и доктор наук Рави Коппарапу совместно разработали одномерную климатическую модель, чтобы продемонстрировать возможность того, что уровни газа в результате вулканической активности могли создать достаточно водорода и углекислого газа для образования теплицы и повышения температуры в достаточной степени для образования жидкой воды. После того, как они разработали модель, Рамирес запустил модель, используя новые данные о поглощении водорода, и использовал их для воссоздания условий на раннем Марсе, в то время, когда солнце было примерно на 30 процентов менее ярким, чем сегодня.«Удивительно думать, что Марс мог быть теплым и влажным, потому что в то время солнце было намного тусклее», — сказал Рамирес.
По данным метеоритов Шерготти, Нахкла и Чассиньи, мантия Марса, по-видимому, более уменьшена, чем у Земли. Марсианские метеориты названы в честь городов, рядом с которыми они были обнаружены.
Более восстановленная мантия выделяет больше водорода по сравнению с водой, тем самым усиливая парниковый эффект водорода.«Молекула водорода симметрична и сама по себе кажется довольно скучной», — сказал Рамирес. «Однако другие фоновые газы, такие как углекислый газ, могут мешать ему и заставлять его функционировать как мощный парниковый газ на длинах волн, где углекислый газ и вода не поглощаются слишком сильно. Таким образом, водород заполняет пробелы, оставленные другим два парниковых газа ".