Марс здебільшого втрачає воду влітку та під час пилових бур

Ранній Марс, найімовірніше, мав досить потужну гідросферу. Однак зараз через низький атмосферний тиск вода може існувати на поверхні Червоної планети лише у вигляді льоду або водяної пари, причому в останній формі вона досить легко «йде» в космос. На висотах понад 50 км вуглекислотна атмосфера практично не затримує ультрафіолетове випромінювання Сонця, і воно розщеплює молекули води. Утворені атоми водню дисипують у космічний простір.

Розподіл водяної пари в марсіанській атмосфері. Джерело: ESA, based on data from A. Fedorova et al (2021)

Довгий час вчені вважали, що цей процес є рівномірним і швидкість втрати води не залежить від пори року. Однак дані, отримані за допомогою встановленого на борту апарата Mars Express інфрачервоного спектрометра SPICAM, дають змогу намалювати набагато складнішу картину.

Особливість цього інструменту полягає в тому, що він здатний досліджувати газову оболонку «на просвіт», спостерігаючи, як сонячне випромінювання проходить через товщу атмосфери на краю планетного диска. Це дає змогу вивчати розподіл молекул водяної пари на різних висотах.

Обробивши дані SPICAM за вісім марсіанських років, співробітники Інституту космічних досліджень РАН виявили цікаву закономірність. У періоди, коли Червона планета перебуває поблизу афелію (найвіддаленішої від Сонця точки орбіти), водяна пара практично не підіймається вище позначки 60 км. У цей час у північній півкулі настає літо, а в південній — зима. І навпаки, коли Марс проходить перигелій, що відповідає зимі в південній півкулі, молекули води можуть підійматися до 90 км над поверхнею, не конденсуючись у лід.

Зміна темпів витоку води з атмосфери Марса. Джерело: ESA, based on data from A. Fedorova et al (2021)

Крім того, дослідники проаналізували дані, отримані під час глобальних пилових бур на Марсі 2007 і 2018 років. У цей час марсіанська атмосфера ставала ще теплішою та вологішою, а перенесення газових мас — ще інтенсивнішим, завдяки чому вода підіймалася на висоту 80 км і вище, звідки потім «витікала» в космос.

Результати іншого дослідження, виконаного лабораторією LATMOS, загалом підтверджують висновки, отримані в ІКД РАН. За оцінками вчених, через атмосферний витік зараз Марс кожен мільярд років втрачає шар води завтовшки приблизно 2 м.

За матеріалами https://www.roscosmos.ru