Марс теряет остатки атмосферы

Подробное описание процесса того, как солнечный ветер уничтожает атмосферу Марса, сдувая её остатки в открытый космос.

Космический аппарат Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) подтвердил печально известный факт: Марс, скорее всего никогда не станет “живой” планетой, более того, итак уже безжизненная планета с каждым днем теряет остатки того, что некогда было марсианским щитом от опасностей космоса.

По расчетам ученых, 3,5 миллиарда лет назад у Марса была достаточно плотная атмосфера и магнитное поле, а на его поверхности текли реки и, возможно, была жизнь. Однако сейчас Марс — безжизненная пустыня с очень тонкой газовой оболочкой. Космический аппарат MAVEN помог определить главную причину исчезновения атмосферы красной планеты.

Итак, согласно данным MAVEN Марс теряет свою атмосферу в первую очередь из-за воздействия на нее частиц солнечного ветра, и что потери в среднем составляют около 100 грамм вещества в секунду. Казалось бы – что такое 100 грамм для целой планеты? Тем более, даже нынешняя, сильно разреженная атмосфера Марса все же весит не так уж мало: 2.5·10¹⁹ грамм.

Сравнение того, как солнечный ветер взаимодействует с магнитным полем Земли и Марса.

Солнечный ветер передает свою кинетическую энергию частицам атмосферы, которые затем могут приобретать скорость достаточную для рассеивания в космическом пространстве (буквально “выбивая” их в космос).

Расчеты неумолимы – именно по капельке, по сотенке граммов, Марс лишился таким образом уже 66% от былого объема атмосферы. Таким образом, может и не так быстро, но в достаточно обозримом будущем, красная планета может вовсе лишится газовой оболочки. Усугубляет проблему тот факт, что никакого пути остановить этот процесс нет: если земную атмосферу от губительного воздействия солнечного ветра спасает мощное магнитное поле планеты, у Марса такого магнитного поля давно нет.

Воздействие солнечного ветра на атмосферу Марса в обычное время (слева) и во время вспышек на Солнце (справа)

К слову, у Венеры, которая находится ближе к Солнцу, также нет целостного магнитного поля, однако сила тяжести и очень большая плотность атмосферы препятствуют ее “улетучиванию”. Но и тут нас ждет тупик: гравитация Марса, конечно же, не идет ни в какое сравнение с  венерианской, и “удержать силой” частички атмосферных газов Марс также не может.

Исследования показали, что скорость сдувания атмосферы значительно увеличивается в моменты солнечных вспышек и коронарных выбросов массы: в это время скорость потери вещества может увеличиваться в 10-20 раз.

Модель показывает области наибольших потерь Марсом ионов кислорода. Как видно – наибольшие потери на “ночной” стороне планеты: солнечный ветер “сдувает” кислород, шлейфом стелющийся за Марсом

«Наблюдая за эффектом от воздействия солнечных вспышек, мы заметили почти 20-кратное увеличение скорости потери вещества. Поэтому мы думаем, что в ранней истории Марса, когда солнечные вспышки случались чаще и были более мощными, скорость потери атмосферы была намного выше, чем сегодня», — сказал Брюс Якоски, главный исследователь в программе MAVEN.

Согласно данным MAVEN утечка вещества происходит в двух основных регионах: в «хвосте», создаваемом солнечным ветром на ночной стороне Марса, и через «струи» на полюсах. Команда ученых определила, что почти 75% улетающих ионов покидают планету через «хвост», и около 25% через полюса.

Анимация “солнечной атаки” на Марс от NASA

По материалам nasa.gov