Ученые выдвинули гипотезу, что Марс потерял воду из-за пылевых бурь

Недавно группа исследователей из НАСА и нескольких американских университетов опубликовала две работы, посвященные исследованию необычных атмосферных образований на Марсе – так называемых «пылевых башен». Это масштабное явление, как полагают ученые, может быть частично ответственно за исчезновение воды с поверхности Красной планеты.

Солнце греет марсианскую пыль

Пылевые облака для Марса – обычное явление. Благодаря тому, что сила тяжести на планете мала, тончайшие частицы пыли (их размер составляет около 1,5 микрон) способны легко подниматься над поверхностью и долго задерживаться в атмосфере. Поэтому пыль в разреженном воздухе Марса присутствует практически всегда.

Солнечные лучи нагревают пылинки, а те, в свою очередь, отдают тепло окружающему газу. В результате в районе пылевого облака формируется теплый восходящий поток. Несмотря на разреженность атмосферы, он обладает мощностью, достаточной для увлечения пылевых частиц на большую – в десятки километров – высоту. Так возникают удивительные структуры – «башни».

Глобальные бури и гигантские башни

Большие пылевые столбы могут появляться на Марсе и в сравнительно тихую погоду. Но гораздо чаще они формируются во время пылевых бурь, особенно, когда планету каждые несколько лет охватывают глобальные штормы, переносящие огромное количество газа и пыли. Ученые проанализировали данные о крупнейших бурях 2007 и 2018 годов, полученные орбитальным аппаратом НАСА Mars Reconnaissance Orbiter и другими автоматическими станциями.

Во-первых, пылевые башни, образовавшиеся при этих штормах, проявили удивительную стабильность. «Как правило, частицы пыли выпадают обратно на поверхность приблизительно через сутки, – рассказывает ведущий автор обеих статей Николас Хэвенс из Университета Хэмптона (Вирджиния). – Однако мы обнаружили несколько башен, остававшихся устойчивыми свыше трех недель».

Во-вторых, размеры этих образований оказались колоссальными. Самые крупные из них поднимались до 90 километров. В поперечнике эти гиганты достигали у основания десятков, а выше – сотен километров. Они наблюдались поблизости от высокого нагорья Фарсида с гигантскими потухшими вулканами. Как полагают ученые, характер атмосферной циркуляции здесь способствует росту особенно крупных и стабильных башен.

Как исчезает вода

Восходящий поток в пылевой башне – это весьма эффективный лифт. Исследователи установили, что на подъем частицы пыли от поверхности до самого верха исполинского столба уходит не более двух часов. И поднимаются в башне не только пыль и углекислый газ, составляющий в основном марсианскую атмосферу, но и вода.

Водяного пара на Марсе очень мало, но он все-таки присутствует. Молекулы воды увлекаются общим потоком, формирующим башню, и выносятся на большую высоту. Данные орбитальных автоматических аппаратов показывают, что во время существования башни концентрация водяного пара в средних слоях атмосферы, на высотах от 40 до 80 километров, резко возрастает.

Этот пар иногда можно наблюдать как тонкие белые облака высоко над поверхностью Марса. Здесь ультрафиолетовое излучение Солнца разлагает молекулы воды на гидроксил OH и водород, который легко улетучивается в космическое пространство.

Исследователи уверены, что описанный механизм сыграл большую роль в процессах утраты Марсом значительного количества воды. Изучение конвективной динамики в атмосфере Красной планеты поможет, по мнению ученых, не только прояснить историю ее высыхания, но и успешнее прогнозировать пыльные бури, представляющие опасность для аппаратов, работающих на поверхности.