№ 4

Декабрь/2022

Russian Traveler 04/2022

Как Марс утратил свою атмосферу: наглядное видео

Фото: NASA

Это произошло не из-за пыльных бурь, а из-за слабой магнитосферы планеты.

Ученые считают, что Марс когда-то мог быть обитаемой планетой, а не засушливым и пустынным миром, который мы видим сегодня «глазами» орбитальных зондов, телескопов и марсоходов. Раньше на Марсе была атмосфера, а количество воды превышало общий объем воды, содержащийся в Северном Ледовитом океане. Тем не менее, вся эта атмосфера исчезла.

Замеры астрономов указывают на то, что солнечный ветер выбивает газ из атмосферы Марса со скоростью примерно 100 грамм в секунду. При этом в условиях сильных солнечных штормов потеря газа значительно ускоряется. Как говорит Брюс Якоски из университета Колорадо, «мы полагаем, что степень потери газа была гораздо выше миллиарды лет назад, когда Солнце было молодым и более активным». 

Что разрушило атмосферу Марса?

Солнечный ветер — это поток частиц, по большей части протонов и электронов, идущий от Солнца со скоростью около 300−1200 км/с. Магнитное поле солнечного ветра, проходя мимо Марса, генерирует электрическое поле, которое ускоряет электрически заряженные атомы газа, ионы, в верхних слоях марсианской атмосферы, в результате чего те «утекают» из атмосферы в космос. 

Этот же катастрофический процесс происходил бы и с Землей, но у нашей планеты есть магнитное поле, которое защищает земную атмосферу от солнечного ветра. У Марса оно тоже было, но по какой-то причине распалось.

Используя космический аппарат NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN — «Эволюция атмосферы и летучих веществ на Марсе») исследователи создали анимацию, демонстрирующую, что магнитосфера Марса слишком слаба, чтобы защитить планету от резких солнечных ветров, которые постепенно уносят большую часть ее атмосферы. Также она демонстрирует лучший взгляд на электрические токи, окружающие Марс.

Предыдущие исследования, пытавшиеся объяснить, как Марс постепенно терял значительную часть своей атмосферы, указывали на гигантские пыльные бури, как на главного виновника этого события. Но в 2020 году ученые выяснили, что это не так.

NASA

На изображении выше показаны электрические токи вокруг Марса, перекрывающие дневную сторону планеты и наслаивающиеся на ночную. Эти петли электрических токов соединяют верхнюю атмосферу Марса и его индуцированную магнитосферу с солнечным ветром.

Когда ионы и электроны солнечного ветра врезаются в индуцированное Марсом магнитное поле, они вынуждены разлетаться из-за своего противоположного электрического заряда — отсюда берется напоминающая драпировку картина электрических токов вокруг Марса. При этом рентгеновское излучение и ультрафиолетовое излучение, испускаемые Солнцем, постоянно ионизируют области верхней атмосферы Марса, что позволяет ему проводить электричество.

«Атмосфера Марса ведет себя как металлическая сфера, замыкающая электрическую цепь. Этот процесс в основном и ответственен за потерю планетой атмосферы», — Робин Рамстад, ведущий автор исследования.

Ученые давно знают, что магнитосфера Земли защищает нашу планету от опасных солнечных лучей и ветров, но это исследование является наглядным примером воздействия этих процессов.