Мільярди років тому Марс мав рідку воду на своїй поверхні у вигляді озер, потоків і навіть океану, який охоплював більшу частину його північної півкулі. Свідчення цього теплішого, більш вологого минулого написані у багатьох місцях пейзажу у вигляді алювіальних вентиляторів, дельтів та багатих мінералами родовищ глини. Однак уже понад півстоліття вчені дискутують про те, чи існує рідка вода на Марсі сьогодні.
Згідно з новими дослідженнями Норберта Шоргофера - старшого вченого Інституту планетарних наук, на поверхні Марса з періодичністю може утворюватися насичена вода. Незважаючи на те, що дуже недовговічні (всього кілька днів на рік), потенційна присутність сезонних розсолів на Марсіанській поверхні дозволить нам багато чого розповісти про сезонні цикли Червоної планети, а також допоможе розв’язати одну з її найтриваліших таємниць.
Дослідження Schorghofer під назвою "Марс: кількісна оцінка плавлення крокусів за валунами", нещодавно з'явилося в Астрофізичний журнал. Щоб вирішити питання, чи може танути сезонний мороз води, виробляючи рідку воду, Schorghofer розглянув набір кількісних моделей, а також оновлену інформацію про теплову конвекцію та тривимірну модель енергетичного балансу поверхні.
Хоча значна частина води, яка колись існувала на Марсі, збереглася у вигляді її полярних крижаних кришок, наявність рідкої води визначити дуже важко. Планета зазнає сезонних циклів на зразок Землі, що б призвело до висновку, що цей лід періодично тане. Однак навколишнє середовище низького тиску та швидкі зміни температури на Марсі викликають сублімацію цього льоду задовго до того, як він досягне своєї температури плавлення.
На Марсі атмосферний тиск коливається від 0,4 до 0,87 кілопаскалів (кПа), що еквівалентно менше 1% від рівня Землі на рівні моря. Це ставить його близько до потрійного точкового тиску Н2O - мінімальний тиск, необхідний для існування рідкої води. Тим часом поверхня дуже швидко нагрівається під час впливу сонячних променів, що призводить до масових змін температури протягом дня.
Як пояснив Schorghofer в недавньому прес-релізі PSI:
«На Марсі багато регіонів, багатих холодним льодом, і безліч теплих областей, ожеледиця, але крижані регіони, де температура піднімається вище температури плавлення, є милим місцем, яке майже неможливо знайти. Це солодке місце, де утворюється рідка вода ».
Schorghofer передбачає, що ці "солодкі плями" розташовані в середніх широтах навколо виступаючих топографій (наприклад, валуни та високі скельні утворення). У зимовий час ці регіони постійно кидатимуть тіні, створюючи дуже холодні температурні умови, де можуть накопичуватися водні морози.
Коли настає весна, ці самі плями піддаються впливу прямих сонячних променів. Це призвело б до нагрівання водяних заморозків до температури плавлення води через один-два марсіанські дні (ака. Золи). Відповідно до детальних розрахунків Schorghofer, температура змінюватиметься дуже швидко, піднімаючись з -128 ° C (-200 ° F) вранці до -10 ° C (14 ° F) до полудня.
Де б не утворювалися ці відкладення водного морозу на багатих солями ґрунтах, їх температура плавлення знизилася б до точки, коли вона танула при -10 ° C. Це означає, що не всі морози сублімувались і ставали газоподібними. Частина його перетвориться на розсоли, які витримають, поки весь лід не розтане або перетвориться на пари. Цей сезонний малюнок повториться знову наступного року.
Так само, як і в південному полярному регіоні, морози діоксиду вуглецю також можуть накопичуватися протягом зими в затінених районах позаду виступаючої рельєфу. Танення водяних морозів відбулося б лише після випаровування сухого льоду - пункт, який вчені називають «датою крокусів». Через одну або дві золи після цієї дати рідкий водний лід почне танути, щоб створити воду - відому як «плавлення крокусів».
Ці результати ґрунтуються на попередніх експериментах, проведених НАСА, які показали, як середовище, багате хлоратами на Марсі, буде найбільш ймовірним місцем для пошуку води. Аналогічні дослідження були проведені численними науковими колективами, які поставили під сумнів, чи є сезонними особливостями навколо екваторіальних районів Марса - відомими як повторювані схили Lineae (RSL) або "схили схилів" - результатом утворення розсолів.
Поки є суперечливі докази того, що викликає ці особливості та чи є вони наслідком піщаних лавин ("сухих" механізмів) або рідкої води з джерел ґрунтових вод, танення поверхневого льоду або утворення розсолів ("вологих" механізмів) . Як пояснив Шоргофер, його дослідження та моделювання є додатковим свідченням того, що «мокра» школа думки є правильною.
“Відповідь на питання, чи відбувається танення крокусів сезонного водного льоду на Марсі, вимагає детального кількісного обчислення - цифри дійсно мають значення. На розробку необхідних кількісних моделей знадобилися десятиліття ».
Цього літа NASA Марс 2020 Ровер запуститься з мису Канаверал, щоб розпочати свою піврічну подорож на Марс. Потрапивши туди, він приєднається Цікавість і безліч інших місій, які зараз шукають докази водяного минулого Марса. При будь-якій удачі також знайдеться прямий доказ того, що рідка вода існує сьогодні! Окрім врегулювання декад, що тривали десятиліття, було б хорошою новиною для всіх, хто сподівається поїхати туди в майбутньому!
