Одна из величайших загадок современной космической науки точно описана в обзоре NASA Perseverance, который только что приземлился на Марсе: сегодня это пустынная планета, а марсоход стоит прямо рядом с дельтой древней реки.
Очевидное противоречие терзало умы ученых на протяжении десятилетий, еще и потому, что в то время, когда на поверхности Марсе присутствовала вода в жидком виде и текли самые настоящие реки, количество энергии получаемое Марсом от Солнца было втрое меньшим, чем Земля получает на данный момент.
Но новое исследование, проведенное планетологом Кайтом из Чикагского университета, доцентом геофизических наук и экспертом по климатам других миров, использует компьютерную модель, чтобы выдвинуть многообещающее объяснение: на Марсе могли образовываться ледяные облака, вызывавшие парниковый эффект.
Ни одно множества объяснений, которые ранее выдвигали ученые, не сработало. Например, некоторые предпологали, что столкновение с огромным астероидом могло высвободить достаточно кинетической энергии, чтобы нагреть планету. Но расчеты показали, что этот эффект будет длиться всего год или два, а следы древних рек и озер показывают, что потепление, вероятно, продолжалось, по крайней мере, сотни лет.
Кайт и его коллеги хотели вернуться к альтернативному объяснению: высокогорные облака, похожие на перистые облака на Земле. Даже небольшое количество облаков в атмосфере может значительно повысить температуру планеты — парниковый эффект, подобный углекислому газу в атмосфере.
Идея была впервые предложена в 2013 году, но в значительной степени от нее отказались, потому что, по словам Кайт, утверждалось, что она будет работать только в том случае, если облака будут иметь неправдоподобные свойства. Например, модели предполагали, что вода должна оставаться в атмосфере в течение длительного времени — намного дольше, чем это обычно бывает на Земле, — поэтому вся перспектива казалась маловероятной.
Используя трехмерную модель атмосферы всей планеты, Кайт и его команда приступили к работе. Они обнаружили, что недостающей частью было количество льда на земле. Если бы ледяной покров покрыл большую часть Марса, это создало бы поверхностную влажность, благоприятную для облаков на малой высоте, которые, как считается, не сильно нагревают планеты (или даже могут их охлаждать, потому что облака отражают солнечный свет от планеты).
Но если есть только участки льда, например, на полюсах или на вершинах гор, воздух на земле становится намного суше. Эти условия благоприятствуют высокому слою облаков, которые легче нагревают планеты. Результаты модели показали, что ученым, возможно, придется отказаться от некоторых важных предположений, основанных на нашей конкретной планете.
В модели эти облака ведут себя совсем не так, как на Земле. Построение моделей на основе земной интуиции просто не сработает, потому что это совсем не похоже на круговорот воды на Земле, который быстро перемещает воду между атмосферой и поверхностью.
Здесь, на Земле, где вода покрывает почти три четверти поверхности, вода быстро и неравномерно перемещается между океаном и атмосферой и сушей, перемещаясь вихрями и водоворотами, что означает, что одни места в основном сухие (Сахара), а другие — залиты водой (Амазонка). Напротив, даже на пике своей обитаемости на поверхности Марса было гораздо меньше воды. Когда водяной пар попадает в атмосферу, в модели Кайта он задерживается.
Новая модель предполагает, что как только вода переместится в раннюю марсианскую атмосферу, она будет оставаться там довольно долго и это создает условия для долгоживущих высотных облаков.
Недавно приземленный марсоход НАСА Perseverance должен также иметь возможность проверить эту идею несколькими способами, например, путем анализа гальки для восстановления атмосферного давления на Марсе в прошлом.
По словам ученых, понимание полной истории того, как Марс обретал и терял тепло и атмосферу, может помочь в поисках других пригодных для жизни миров.
