Светът на физиката Как Марс загуби атмосферата си
Rainer Kayser 30 март 2017 г.
Ултравиолетовото лъчение на слънцето и слънчевият вятър - постоянен поток от електрически заредени частици - издухаха в космоса първоначално плътната атмосфера на въглероден диоксид на Марс. Това се показва от измерванията на честотата на два изотопа на благородния газ аргон в днешната тънка атмосфера на Червената планета, които изследователите извършиха с марсовата сонда MAVEN. Първоначално атмосферата на Марс е била толкова плътна, колкото тази на Земята, според учените в списание "Science".
„Изхвърлянето на газ в космоса със сигурност е най-важният процес, който трансформира Марс с първоначално топъл и влажен климат в днешния студен и сух свят“, обяснява Брус Якоски от Университета на Колорадо в Боулдър. Космическата сонда MAVEN обикаля около червената планета от ноември 2014 г. и многократно пресича горните слоеве на марсианската атмосфера по нейната елиптична орбита. Детекторите измерват химичния състав и физическото състояние на атмосферата.
Якоски и неговият екип се фокусираха по-специално върху два изотопа на благородния газ аргон. Тъй като изотопите имат различни атомни тегла, те се срещат с различни честоти на различни височини. Освен това по-лекият изотоп може по-лесно да избяга в космоса. И тъй като аргонът е благороден газ, той не реагира с други вещества. За разлика от други газове, той не може да бъде свързан в скалата чрез химически процеси. За намаляване на съдържанието на аргон в атмосферата единствената възможна причина е изтичането в космоса.
Решаващият процес: ултравиолетовото лъчение на слънцето първо йонизира атомите на газа. След това заредените частици на слънчевия вятър влачат йоните със себе си в космоса. Новите измервания показват, че Марс е загубил около две трети от своя аргон в космоса по този начин. Якоски и колегите му успяха да определят ефективността на процеса и след това да го приложат към други газове. Според това Марс първоначално е имал плътна атмосфера на въглероден диоксид, подобна на Земята. Но докато земята е защитена от слънчевия вятър от силно магнитно поле, потокът от частици успя да унищожи въздуха на съседната планета.
Плътната въглеродна атмосфера успя да създаде топъл и влажен климат на младия Марс чрез парников ефект - течната вода също беше възможна на повърхността. Това съвпада и с измерванията на днешната загуба на вода поради изтичане в космоса. Ако екстраполирате тази загуба през цялата история на Червената планета, пишат Якоски и неговите колеги, тя съответства на глобален океан, който е с дълбочина от 3,5 до 24 метра. Загубата обаче в ранните дни на Марс, когато слънцето беше по-активно от днешното, също можеше да бъде значително по-голяма.
В момента пространство според условията на източника