Студените брегове на Марс

Океаните на древната Червена планета са съществували не постоянно, а само по време на изригване на вулкани, изясниха планетолози.

Океани, реки и други водоеми са съществували на Марс в дълбоката древност не постоянно, а с големи прекъсвания – както изяснили израелски и американски планетолози, на Червената планета е било прекалено студено и марсианските водни запаси през по-голяма част от времето са представлявани от лед.

Те са се превръщали в течност само по време на масово изригване на вулкани, които нерядко са изригвали на Марс в далечното минало. Ако това наистина е било така, то нашите шансове да открием следи от живот на Червената планета значително намаляват, смятат авторите на статия, публикувана в сп. Nature Geoscience.

Много астрономи смятат Марс за „ембрион“, който по неизвестни досега причини така и не е станал пълноценна планета. Първоначално Червената планета практически не се е отличавала от съседката си Земя – тя е имала атмосфера, океани, в недрата ѝ е протичала пълноценна геоложка активност. Но около милиард години след формирането на Марс по-голямата част от неговата атмосфера и океани са се изпарили, а тектонските процеси са прекратили.

Днес учените почти не се съмняват, че на Марс е имало всички условия за зараждане на живот, което се потвърждава от данните за „земния“ химичен състав и температурата на марсианската вода, събрани от марсохода „Кюриосити“ в коритото на доисторически ручей през март 2013 година.

Освен това главна задача на следващия роувър на НАСА, който ще бъде изпратен на Марс през 2020 година, ще стане търсенето на следи от живот. Но планетолозите засега се разминават в мненията къде именно трябва да се търсят те – част от учените предлагат да се провеждат разкопки на дъното на пресъхнали реки и езера, други смятат, че останки от древни марсиански микроби или може би техни спори биха могли да се съхраняват в околностите на вулкани.

Както пишат Джеймс Хад, планетолог от университета Браун в Провидънс (САЩ), водещ научен сътрудник на проекта Mars Express, и израелският му колега Итай Халеви от Института „Вайсман“ в Реховот, откриването на следи от живот на Марс всъщност е много по-сложно, отколкото си представяме.

По думите им данните, събрани от марсохода „Кюриосити“ и орбиталните сонди MRO и Mars Express, са навели учените на мисълта, че в далечното минало Марс е бил значително по-студен от смятаното досега.

Съставени на тяхна база климатични модели на Марс по времето, когато на повърхността на планетата вероятно са съществували океани, ясно показват, че средните температури дори на екватора са били значително по-ниски от максималната, при която може да съществуват големи сладководни или соленоводни водоеми.

Причината е била атмосферата на Марс – тя е била прекалено тънка и почти не е задържала топлината, излъчвана от неговата повърхност, а също относително бледото младо Слънце, чиято яркост е била с около 10% по-ниска, отколкото днес.

„Тези климатични модели, които ни рисуват Марс като студен, неприветлив и замразен свят, изключително сложно е да се приемат и примирят с това, че на неговата повърхност има редица следи от вода във вид на пресъхнали реки, в чиято достоверност никой не се съмнява. Ние открихме механизма, който може да води до периодично нагряване на повърхността на Марс и топене на снега и леда“, отбелязва Хад.

Американският планетолог и израелският му колега обърнали внимание на един известен факт от живота на най-подобното на Марс ъгълче от  Земята – долината Макмърдо в Антарктида. През по-голямата част от годината тази местност представлява безводна и безжизнена пустиня, където няма нито вода, нито лед, нито сняг поради изключително сухия климат.

И все пак там има пресъхнали езера и следи от реки, които се появяват в долините в пика на летния сезон благодарение на водите от други части на континента.

„Средногодишната температура в долината Макмърдо е значително под нулата, но в най-горещите дни от лятото тя се покачва до точката на топене, в резултат на което на повърхността на Антарктида възникват временни реки, които впоследствие замръзват, когато става студено.

Ние смятахме, че нещо аналогично може да се е случвало на Марс, където източник на допълнителна топлина са били вулкани, способни да поддържат вода в течно състояние за дълго време, което трябва да е било достатъчно за епизодично формиране на езера и реки“, продължава ученият.

Подобни теории, както отбелязва самият планетолог, се нуждаят от експериментална или поне теоретична проверка. За потвърждение на своите догадки Хад и Халеви са създали виртуален аналог на древния Марс, използвайки достъпните ни данни за геологията и климата на Червената планета в онези епохи.

С нейна помощ те проверили какво ще се случи с неговата ледена обвивка, ако планината Олимп и няколко други големи вулкана изхвърлят голяма маса пепел и газове в атмосферата на Марс за кратко време. Интензивността на изригванията, обемът на изхвърляните газове и други техни особености не били вземани под внимание – авторите базирали своите изчисления въз основа на това, как изглеждат марсианските вулкани и вулканичните плата днес.

Както отбелязват изследователите, изригванията на вулкани оказват двоен ефект върху климата. От една страна, те изхвърлят огромна маса въглероден диоксид, водни пари, метан, серен диоксид и други парникови газове, което трябва да повиши средногодишните температури на планетата.

От друга, заедно с тях в атмосферата попадат множество частици сажди, прах, както и микроскопични капки сярна киселина и други течности, които отразяват слънчевите лъчи и не им позволяват да се нагрее повърхността. Вулканите вече са предизвиквали на Земята както периоди на рязко затопляне, които понякога са водили до масови измирания на видове, така и застудявания.

Например изригването на индонезийския супервулкан Тамбора през 1815 година е довело до настъпването на „зима“ през летните месеци в Северна Америка, а също значително понижение на средногодишните температури в следващите пет години.

Както показали изчисленията на Хад и Халеви, периодичните изригвания дори от сравнително малък брой марсиански вулкани може да са били достатъчни за това марсианските ледове, разположени в екваториалните ширини, да се превърнат във вода и да остават в такова състояние дълго време – десетки и стотици години.

Според учените толкова силно и продължително „вулканично нагряване“ се обяснява с това, че изхвърлянето на марсиански вулкани съдържа в себе си десетки пъти повече серни съединения – сероводород и серен диоксид, силни парникови газове, – отколкото земните им аналози.

Отчитайки честотата на подобни изригвания – един път на десет хиляди години – водата на Марс е преминавала в течно състояние за кратък период от време. Този ефект значително намалява шансовете на Марс успешно да се е зародил живот.

И все пак, както подчертават планетолозите, „сезонният“ характер на марсианските океани и реки не изключва самата вероятност микроби и примитивни живи организми да са възниквали и успешно да са се развивали в периодично замръзващите води на Червената планета.

Според Хад това откритие може да накара учените да променят географията на търсене на следи от живот. Може би следващият марсоход на НАСА и други спускаеми апарати следва да търсят следи от живот не в умерените ширини, а на екватора и редом до вулканите.

„Животът в Антарктида, във вид на „килим“ от водорасли и бактерии, е много издръжлив на екстремно студени и сухи условия – той просто чака кога ще дойде поредният сезонен поток от вода. Тогава тези водорасли разцъфват, развиват се и се размножават.

Затова пустинните и безжизнени корита на древни марсиански реки може да съдържат останки от примитивен живот, ако той някога е съществувал на Марс“, заключава Хад.