Что погубило атмосферу Марса?

Геологические образования, напоминающие высохшие русла рек, а также наличие минералов, которые формируются в присутствии воды, доказывают, что когда-то Марс имел плотную атмосферу. На его поверхности было достаточно тепло для существования жидкой воды. Однако случился какой-то невероятно мощный катаклизм, который выбросил всю марсианскую атмосферу в космос. И вот Марс в течение миллиардов лет – холодная, безводная пустыня, с тонкой атмосферой, сквозь которую ультрафиолетовое излучение солнца беспощадно выжигает безжизненную поверхность планеты.

Астрономы давно хотят узнать историю атмосферы Марса и выяснить, что именно уничтожило мир, кстати, очень перспективный с точки зрения развития жизни. Этот вопрос актуален не только с точки зрения утраты перспектив (теплый, богатый водой Марс мог быть отличным местом для первой колонии человечества), но и с точки зрения безопасности – ведь мы не можем однозначно утверждать, что Земле не грозит такая же катастрофа. НАСА планирует получить ответ на волнующую загадку гибели марсианской атмосферы с помощью космического зонда MAVEN, который планируется запустить в конце 2013 года. Через год аппарат выйдет на орбиту Марса и приступит к выполнению миссии по изучению атмосферы Красной планеты.

В преддверии миссии ученые спорят о том, что могло стать причиной гибели марсианской атмосферы. Прежде всего привлекает внимание слабое магнитное поле планеты, которое не в состоянии защитить атмосферу от солнечного ветра. Оно исчезло миллиарды лет назад, после чего атмосфера постепенно улетучилась. "Ископаемые" магнитные поля, оставшиеся на древней поверхности в некоторых регионах планеты, не обеспечивают достаточной защиты от солнечных лучей.

Солнечный ветер может "красть" атмосферу многими способами. Большинство частиц солнечного ветра и ультрафиолетового излучения превращает незаряженные атомы и молекулы в верхних слоях атмосферы Марса в электрически заряженные частицы (ионы). Затем электрическое поле, создаваемое движением солнечного ветра, увлекает ионы в космическое пространство. Также солнечный ветер может нагревать атомы и молекулы атмосферы, передавая им энергию для преодоления гравитации планеты. Кроме того, мощное ультрафиолетовое излучение может разбивать молекулы на атомы, которые впоследствии улетают в космос.

MAVEN изучит историю Марса на протяжении миллиардов лет с тщательностью, которой не удостоивалась даже Земля

Одна из самых "популярных" версий гибели атмосферы – мощный удар массивного небесного тела. Марс имеет более 20 древних кратеров диаметром около 1000 км - это следы от мощнейших ударов крупных астероидов. Подобная бомбардировка могла выбросить большую часть атмосферы в космос. Тем не менее гигантские марсианские вулканы, которые начали извергаться после ударов, должны были выбросить из недр планеты в атмосферу огромное количество газа.

Вполне возможно, что потеря атмосферы была результатом суммы нескольких факторов. Например, отсутствие магнитного поля не позволило вулканам восполнить утечку газа.

Ранее космические аппараты Mars Global Surveyor и Mars Express обнаруживали едва уловимые свидетельства утечки атмосферы, например, потоки ионов в верхних слоях атмосферы. MAVEN будет искать все известные пути утечки марсианской атмосферы и, возможно, обнаружит новые. Также зонд измерит уровни утечки на фоне изменений солнечной активности, что позволит создать модель процесса и "перемотать" время обратно, чтобы выяснить, какой была атмосфера молодого Марса.

Одна из самых интересных задач MAVEN – выяснить, сколько воды потерял Марс на протяжении своей трагической истории. Зонд измерит соотношения изотопов водорода, в частности дейтерия. На Марсе водород "испаряется" в космос быстрее, чем более тяжелый дейтерий, поэтому с течением времени в ней становится все меньше водорода по сравнению с количеством дейтерия, это так называемое соотношение водород/дейтерий - H/D. Соотношение, присутствующее в атмосфере современного Марса, сравнят с H/D комет и астероидов, которые считаются нетронутыми временем "ископаемыми" остатками первоначального вещества, из которого сформировалась наша Солнечная система. В итоге ученые смогут подсчитать, сколько водорода (и соответственно воды) потерял Марс.

Возможно, через пять лет мы узнаем об одной из самых масштабных и трагических катастроф в Солнечной системе, а также увидим, какой раньше была Красная планета. Не исключено, что Марс был близнецом Земли.