Тайна полюса Марса объяснена

В 1966 году два ученых из Калифорнийского технологического института размышляли о влиянии тонкой марсианской атмосферы из углекислого газа (CO2), впервые обнаруженной Mariner IV. Они предположили, что Марс с такой атмосферой может иметь долгосрочные стабильные полярные отложения сухого льда, которые будут контролировать глобальное атмосферное давление.

Углекислый газ составляет более 95% атмосферы Марса, поверхностное давление которой всего 0,6% давления Земли. Одно из предсказаний теории Лейтона и Мюррея - с огромными последствиями для изменения климата на Марсе - состоит в том, что его атмосферное давление будет колебаться в цене, когда планета движется вокруг своей оси на орбите вокруг Солнца, подвергая полюса большему или меньшему количеству солнечного света. Попадание прямого солнечного свет на лёд CO2, отложившемуся на полюсах, приводит к его сублимации (прямой переход материала из твердого в газообразное состояние). Лейтон и Мюррей предсказали, что по мере изменения солнечного света атмосферное давление может колебаться от одной четверти от сегодняшней марсианской атмосферы до двух раз по сравнению с сегодняшним днем ??в течение циклов в десятки тысяч лет.

Теперь новая модель Питера Бюлера и команды его коллег из Caltech, JPL и Университета Колорадо предоставляет ключевые доказательства в поддержку этого.

Группа исследователей обнаружила загадочную особенность на южном полюсе Марса: огромное количество сухого льда и водяного льда в чередующихся слоях, которые простираются на глубину до 1 километра, с тонким слоем сухого льда наверху. На сегодняшний день один слой содержит столько же СО2, сколько во всей марсианской атмосфере.

Теоретически, такое наслоение невозможно, потому что водяной лед более термически стабилен и темнее, чем лед CO2. Ученые давно считали, что сухой лед быстро дестабилизируется, если его похоронить под водяным льдом. Тем не менее, новая модель, сделанная Бюлером и его коллегами, показывает, что месторождение могло эволюционировать в результате сочетания трех факторов: 1) изменение угла наклона вращения планеты, 2) различие в способе, которым водяной лед и сухой лед отражает солнечный свет, и 3) увеличение атмосферного давления, которое происходит, когда лед CO2 сублимируется.

Исследователи предполагают, что эти залежи образовались так: когда Марс колебался на своей оси вращения в течение последних 510 000 лет, южный полюс получал различное количество солнечного света, позволяя образовываться сухому льду, когда полюса получали меньше солнечного света, и вызывая его сублимацию, когда полюса были освещены. Когда образовался сухой лед, небольшое количество водяного льда было захвачено вместе со льдом CO2. Когда CO2 сублимировался, более стабильный водяной лед оставался позади и консолидировался в слои.

Но слои воды не полностью герметизируют осадок. Вместо этого сублимирующий СО2 повышает атмосферное давление Марса, а слой осадка с сухим льдом эволюционирует в равновесии с атмосферой. Когда количество солнечного света снова начинает уменьшаться, поверх слоя воды образуется новый слой сухого льда, и цикл повторяется.

Самый глубокий (и, следовательно, самый старый) слой СО2 сформировался 510 000 лет назад после последнего периода экстремального полярного солнечного света, когда весь СО2 поднимался в атмосферу.