Пожалуй, одна из самых интересных загадок, связанных с Марсом, заключается в тайне исчезновения воды с поверхности Красной планеты. Сегодня, благодаря работающим (и работавшим) на поверхности планеты марсоходам, а также орбитальным аппаратам ученые почти наверняка уверены, что когда-то Марс был гораздо влажнее. Более того, существуют подозрения, что почти 2/3 его поверхности в далеком прошлом мог покрывать гигантский океан. Так куда же делась вся вода? Согласно выводам нового исследования, опубликованного в журнале Nature, виновниками, а точнее виновницами этого исчезновения могут являться глобальные пылевые бури, опускающиеся на Красную планету с завидным постоянством.
Пылевые бури – довольно частое явление для Марса. Одна из них относительно недавно «похоронила» один из марсоходов аэрокосмического агентства NASA «Оппортьюнити». Они имеют сезонных характер, и чаще всего начинаются весной и летом, в Южном полушарии планеты. Длятся, как правило, в течение нескольких дней, накрывая собой площади по размерам равные территории США. Помимо этого, на планету с периодичностью опускаются глобальные пылевые бури, закрывающие все небо Марса.
В середине июля 2018 года космический телескоп NASA «Хаббл» провел наблюдение за Марсом, всего за 13 дней до того момента, как планета максимально сблизилась с Землей. Если в рамках предыдущих наблюдений на изображениях была отчетлива видна поверхность Красной планеты, то на новых снимках ученые смогли увидеть лишь гигантский шторм, полностью охвативший Марс. Глобальные пылевые бури Марса могут длиться неделями и даже месяцами. Чаще всего начинаются тогда, когда на Южном полушарии наступает весна или лето. В этот момент Марс находится ближе всего к Солнцу, что максимально повышает температуру на его поверхности и приводит появлению сильных солнечных ветров
Глобальные пылевые бури на Марсе ведут себя гораздо менее предсказуемо, чем более компактные, сезонные шторма. Они случаются раз в несколько лет, покрывают всю планету и могут длиться месяцами. Во время последнего такого шторма, ударившегося в июне 2018 года и продолжавшегося до сентября, за катастрофическим марсианским погодным явлением наблюдали шесть орбитальных и два наземных космических аппарата. К сожалению, один из них, марсоход «Оппортьюнити» не смог пережить последний ураган.
Изображение получено марсоходом «Кьюриосити» на одном из участков, на котором проводилось бурение грунта Красной планеты. Фотография слева была сделана в ходе обычного марсианского дня, до начала глобального пылевого шторма 2018 года. Изображение слева аппарат сделал, когда пылевой шторм полностью набрал свою силу
Вопрос в том, что вызывает эти массивные шторма? Какую роль они играют в марсианском климате и как воздействуют на атмосферу Красной планеты? Они ли в ответе за то, что Марс потерял свою воду? Ответы на эти загадки не одно десятилетие пытаются найти специалисты аэрокосмического агентства NASA.
Во-первых, быстрый ответ на один часто задаваемый вопрос: каким образом марсоходу «Кьюриосити» удалось пережить глобальный пылевой шторм, а «Оппортьюнити» «пал смертью храбрых»? Дело в том, что «Оппортьюнити» работал на базе солнечных батарей. Опустившийся на планету шторм перекрыл доступ солнечных лучей. Возможно, были и другие причины, в конце концов ни один марсоход вечно работать не сможет, но недостаток солнечной энергии сыграл основную роль в гибели «Оппортьюнити». В свою очередь «Кьюриосити» работает на базе РИТЭГ – радиоизотопного термоэлектрического генератора (читай: компактного ядерного реактора), поэтому ему безразлично – есть ли на небе Солнце или нет.
Панорамное изображение, сделанное ровером «Оппортьюнити», на котором видны солнечные панели аппарата. Все научные операции машины были прекращены из-за того, что на планету опустилась глобальная пылевая буря
За все время изучения Марса ученые сталкивались с несколькими глобальными пылевыми бурями. Добравшийся до нашего планетарного соседа в 1971 году космический аппарат «Маринер-9» обнаружил, что планета буквально окутана пылью. С тех пор бури наблюдались в 1977, 1982, 1994, 2001, 2007 и 2018 годах. Более того, в 1977 году ученые стали свидетелями сразу двух отдельных глобальных бурь, что еще сильнее усложнило загадку этого явления.
Скотт Гузевич — ученый-специалист в области наук об атмосфере из Центра космических полетов Годдарда NASA. Именно под его руководством проводились последние исследования по изучению марсианских пылевых бурь. В опубликованном на сайте NASA пресс-релизе Гузевич отмечает, что ученые по-прежнему не разобрались в том, что приводит к появлению таких мощных атмосферных явлений, однако пылевая буря 2018 года дала исследователям некоторые новые зацепки. Очень важные зацепки.
Эти фотографии были получены камерой HiRise, установленной на борту орбитального космического аппарата MRO, кружащего вокруг Марса. На снимке слева виден кратер, каким он был до начала марсианского шторма. Справа показан тот же кратер, но уже во время пылевой бури
Мощные пылевые бури Марса могут помочь исследователям разобраться в том, куда могла деться вода с поверхности Красной планеты.
Геронимо Виллануева из того же Центра космических полетов Годдарда NASA, построивший свою карьеру на изучении воды Марса, вместе с коллегами из Европейского космического агентства, а также российского «Роскосмоса» выяснили, куда могла деться некогда находившаяся на Марсе вода, или как минимум ее большая часть.
«Глобальные пылевые бури могут дать нам нужное объяснение», — комментирует Виллануева, гидролог из Центра космических полетов Годдарда NASA.
Все достаточно просто. Частицы во время очень масштабных бурь частицы воды могли подниматься вместе с пылью в верхние слои атмосферы и испаряться под воздействием солнечного излучения.
«Если поднять воду высоко в атмосферу, то избавиться от нее будет гораздо проще», — объясняет Виллануева
Глобальные пылевые бури Марса поднимают высоко в атмосферу не только частицы пыли, отмечают исследователи. Они также поднимают вверх микрочастицы воды. Обычно их находили на высотах около 20 километров, однако Виллануева со своими коллегами из проекта «ЭкзоМарс» благодаря космическому орбитальному аппарату Trace Gas Orbiter обнаружили, что частицы воды во время глобальных пылевых бурь могут подниматься вплоть до 80 километров над поверхность Марса. На такой высоте атмосфера планеты очень разряжена. Излучение Солнца без труда расщепляет молекулы H2O, а солнечный ветер сдувает получивший водород и кислород дальше в космос.
На Земле поднявшаяся в атмосферу влага конденсируется и падает обратно в виде дождя. Однако на Марсе такое невозможно. Вполне вероятно, что Марс именно таким образом очень медленно исчерпать все свои запасы воды.
