Атмосфера кажется чем-то невидимым и привычным, пока она есть. Но для планеты это почти одеяло, щит и регулятор сразу. Она удерживает тепло, позволяет воде дольше оставаться жидкой, смягчает перепады температуры и защищает поверхность от части космического излучения.
У древнего Марса, судя по следам воды, атмосфера должна была быть плотнее современной. Иначе реки, озера и длительные водные процессы трудно объяснить. Сегодня же давление у поверхности Марса меньше земного в десятки и сотни раз. Вода там либо замерзает, либо быстро испаряется, а открытая поверхность получает жесткое излучение.
Значит, с атмосферой что-то произошло. Она не исчезла за день, но постепенно стала тонкой.
2. Что такое солнечный ветер?
Главный подозреваемый — солнечный ветер. Это поток заряженных частиц, которые постоянно летят от Солнца. На Земле нас во многом защищает глобальное магнитное поле. Оно отклоняет значительную часть этих частиц и не дает им напрямую «сдувать» верхние слои атмосферы.
У Марса сейчас нет такого мощного глобального магнитного щита. Когда планета потеряла его в далеком прошлом, верхняя атмосфера стала гораздо более открытой для воздействия Солнца.
Солнечный ветер не похож на земной ветер. Он не срывает крыши. Он работает медленно, на уровне частиц, но у него были миллиарды лет.
Заряженные частицы сталкивались с верхней атмосферой, выбивали атомы и молекулы, помогали им уходить в космос. Этот процесс называют атмосферным ускользанием. Один из механизмов — распыление, когда частицы солнечного ветра словно выбивают газ из верхних слоев.
3. Как это проверяли?
Важную роль сыграла миссия NASA MAVEN. Ее задача как раз в том, чтобы изучать атмосферу Марса и ее потерю в космос. Аппарат показал, что солнечный ветер действительно связан с уходом вещества из атмосферы. Потери происходят через разные области вокруг планеты, включая длинный хвост за Марсом и зоны над полюсами.
Это не означает, что ученые нашли одну кнопку, которая «выключила» Марс. Атмосфера менялась под влиянием нескольких факторов: слабой гравитации, потери магнитного поля, солнечной активности, химических процессов и, возможно, ударов крупных тел в ранней истории.
Но солнечный ветер стал одним из главных механизмов, который помог превратить более влажный Марс в холодную сухую планету.
4. Почему Земля избежала такой судьбы?
Земля больше Марса, лучше удерживает газы и имеет активное магнитное поле. Кроме того, у нас работает сложная геологическая система, включая круговорот углерода, океаны и вулканизм. Все это помогает поддерживать климат в пределах, пригодных для жизни.
Марс оказался на границе возможностей. Он был достаточно похож на Землю, чтобы в молодости иметь воду. Но, возможно, слишком мал, чтобы долго удерживать плотную атмосферу.
В этом смысле солнечный ветер не просто деталь космической погоды. Это сила, которая показывает, насколько хрупкой может быть планетная оболочка. Атмосфера кажется пустотой, но именно она решает, будет ли поверхность миром рек или сухой каменной пустыней.
Дисклеймер:статья носит научно-популярный характер. Описание атмосферной эволюции Марс.
