Тот факт, что сегодняшний сухой Марс когда-то имел реки и озера миллиарды лет назад, долгое время ставил ученых в тупик. Как планета, удаленная от Солнца и получавшая меньше его энергии, могла поддерживать жидкую воду? Исследователи из Гарварда предложили новое объяснение, опубликованное в журнале Nature Geoscience, основанное на химических процессах в атмосфере Марса.
Ранее предполагалось, что водород в атмосфере, смешиваясь с углекислым газом (CO₂), создавал парниковый эффект. Однако водород быстро разрушался, что требовало детального анализа. Команда под руководством Даники Адамс и Робина Вордсворта смоделировала химию ранней марсианской атмосферы, используя методы, аналогичные современным исследованиям загрязнения воздуха.
«Ранний Марс — потерянный мир, но его можно реконструировать, задавая правильные вопросы», — отмечает Вордсворт.
Моделирование показало, что около 4–3 миллиардов лет назад Марс периодически становился теплее на десятки миллионов лет. Каждое потепление длилось примерно 100 тысяч лет и совпадало с признаками наличия воды, найденными в породах.
Теплые периоды запускались гидратацией коры — выделением воды, которая поставляла водород в атмосферу. Это усиливало парниковый эффект. Однако климат не был стабильным: CO₂ под действием солнечного света превращался в CO. В теплые фазы CO снова становился CO₂, поддерживая парниковый эффект. В холодные фазы накопление CO снижало уровень кислорода, смещая атмосферу в окисленное состояние.
«Мы рассчитали, сколько времени длились периоды потепления и похолодания на Марсе, а затем связали эти данные с химическими процессами в атмосфере, чтобы получить целостную картину климатических изменений», — поясняет Даника Адамс.
Эти изменения климата могли способствовать зарождению жизни в теплые периоды, но делали ее выживание трудным во время похолоданий.
Отсутствие тектоники плит на Марсе сохранило древние геологические структуры, что делает его уникальной «лабораторией» для изучения эволюции планет. Ученые планируют проверить свою модель, анализируя изотопный состав образцов горных пород из ближайших миссий по изучению Марса.
