Кредит зображення: NASA / JPL
Ровери MER Spirit and Opportunity, які зараз подорожують на поверхні Марса, вивчають географічніше суше, ніж найсухіша пустеля на Землі. Незважаючи на полярні крижані шапки та підозрювані кишені рідкої води під поверхнею Марса, кількість води на Марсі є лише чайною ложкою порівняно з величезними водянистими запасами Землі. Чому Марс такий сухий?
Внутрішні планети нашої Сонячної системи - Марс, Земля, Венера та Меркурій - утворилися за рахунок скупчення дрібних скель і пилу, що кружляли навколо Сонця в перші його роки. Якщо Земля і Марс зроблені з одного і того ж зоряного пилу, вони повинні були народитися приблизно з однаковим співвідношенням води.
Багато вчених вважають, що Марс колись був дуже водянистим, але втратив океани через малу масу планети. Це в поєднанні з тонкою атмосферою дозволило більшій частині води на Марсі випаруватися в космос.
Але згідно з дослідженням Джонатана Луніна з Місячної та планетарної лабораторії в університеті Арізони, Червона планета була суха з самого початку.
Лунін, писавши у журналі Icarus у 2003 році з колегами Джоном Чемберсом, Алессандро Морбіделлі та Лорі Лешин, говорить, що Марс спочатку був планетарним ембріоном. По суті, планетарний ембріон - це дуже великий астероїд, який може бути таким же масивним, як Меркурій або Марс. Цей ембріон перед Марсом існував у поясі астероїдів, який на той час був більш розпорошеним у Сонячній системі, розкинувшись від 0,5 до 4 АС від сонця. Сьогодні основний пояс астероїда знаходиться приблизно в межах від 4 до 4 АС, розташований між Марсом (1,5 АС) та Юпітером (5,2 АС).
Лунін каже, що Марс виріс до теперішніх розмірів завдяки скупченням менших астероїдів і комет. Він каже, що більш масивна Земля, порівняно, здебільшого утворюється з великих планетарних ембріонів, що стикаються один з одним.
"Випадково Марс не був уражений гігантськими астероїдами, поки Земля - щаслива проти нещасного пішохода", - каже Лунін. "Але Марс вразив набагато менші тіла, тому що їх так багато".
В даний час Земля обертається навколо Сонця при 1 АС. Лунін каже, що планетарні ембріони на цій орбіті не мали б багато води. На початку еволюції Сонця, під час планетарного формування, пильний диск, який оточував молоду зірку, був дуже гарячим. Водоносні сполуки не змогли б утворитись на цьому диску при 1 АС.
Оскільки Марс знаходиться далі від сонця, ніж Земля, і ближче до прохолодніших "вологих" областей астероїдного пояса, здавалося б логічним, що Марс народився б з більшою кількістю води. Але Лунін каже, що Марс, ймовірно, придбав лише 6-27 відсотків земного океану (1 Земний океан = 1,5? 1021 кг).
Це тому, що деякі планетарні ембріони, які зрештою складали Землю, були насичені водою. Тоді як 90 відсотків ембріонів, які утворювали Землю, були з регіону 1 АС, і тому сухі, 10 відсотків - від 2,5 АС і далі. Ембріони з цієї відстані мали б великі запаси води. Менші астероїди, що йдуть з цієї відстані, також сприяли б водопостачанню Землі. Щонайменше, Лунін каже, що лише 15 відсотків води Землі надходило від комет.
Тим часом на Марсі пощастило народитися як одна суха скеля. Марс зрештою отримав трохи води пізно в пластовій грі, після того, як його ядро вже сформувалося, і він майже досяг своєї теперішньої маси. Відповідно до сценарію Луніна, Юпітер також набув свого часу. Тяжіння Юпітера потім або всмоктували сусідні астероїди, або викликали їх розсіювання назовні. Прото Марс якось уникнув зрушення сили тяжкості Юпітера, але його обстріляли зовнішні астероїди.
"Впливи малих астероїдів і комет становили" пізній шпон ", який додав води до Марса, на відміну від картини для Землі, куди воду додавали через зіткнення з ембріонами розміру ртуті протягом періоду росту, який склав кілька десятків мільйонів років, - пишуть вчені.
Хоча Марс не формується в їх комп'ютерній моделі, вчені вважають, що це може відображати хаотичну природу планетарного утворення, де напрямки планетарних ембріонів та астероїдів непередбачувані та можливі багато результатів.
"Існує велика кількість випадкових випадків, пов'язаних з побудовою планет земного шару, тому закінчення Марса, у якого не траплялося багато багатющих на воді планет, є можливим явищем", - каже Алан Босс з Інституту Карнегі у Вашингтоні. "Це може допомогти пояснити нестачу води на сучасному Марсі".
Такі відмінності у планетарному утворенні також можуть виникнути серед внутрішніх планет інших сонячних систем. Поки астрономи знають 104 зірок, які мають навколо них планети. Усі екстрасолярні планети, виявлені до цього часу, є газовими гігантами, але, мабуть, ймовірно, що наземні планети, такі як Марс і Земля, також могли обертатися навколо далеких зірок, хоча ми ще не маємо технології їх виявлення.
Якщо деякі внутрішні планети Землі утворюються зіткненням декількох планетарних ембріонів, а інші - ембріони, які збирають лише вологі комети та астероїди, то планети навколо цих інших зірок можуть мати дуже різну кількість води. Лунін припускає, що час і формування планет-гігантів газу в кожній сонячній системі будуть грати важливу роль у цьому процесі, так само як Юпітер вплинув на характер нашої Сонячної системи.
Наразі Лунін має документ в Ікарі разом з Томом Куїнном та Шоном Реймондом з Вашингтонського університету про можливі зміни кількості води для планет земної кулі навколо інших зірок. Крім того, він уважно стежить за даними, зібраними роверами MER Spirit and Opportunity, а також супутниками, які в даний час обходять Марс.
"Одіссея, MER та Mars Express визначають, скільки води існує в даний час, сподіваємось, і забезпечать більш якісні обмеження щодо минулого достатку води", - говорить Лунін. "Мене особливо цікавлять результати радіолокації MARSIS та результати його наступника - SHARAD."
MARSIS - радіолокаційний пристрій на супутнику Mars Express, який може проглянути п’ять кілометрів марсіанських кори для пошуку шарів води та льоду. Італійська космічна агенція планує здійснити розміщення неглибокого підземного радіолокатора під назвою SHARAD на Марс-розвідувальній орбітарі НАСА, щоб побачити, чи є водний лід на глибинах більше одного метра. У той час як MARSIS має більш високу здатність до проникнення, він має набагато нижчу роздільну здатність, ніж у SHARAD.
Оригінальне джерело: Журнал з астробіології
