«Мы решили, что большая часть газа, когда-либо существующего в атмосфере Марса, была потеряна пространству», сказал Брюс Джейкоский, научный руководитель для ЗНАТОКА и преподавателя в Лаборатории для Атмосферного и Физики космоса (LASP). «Команда сделала это определение из последнего результата, который показывает, что приблизительно 65 процентов аргона, который был когда-либо в атмосфере, были потеряны пространству».Jakosky – ведущий автор статьи об этом исследовании, которое будет издано в Науке в пятницу.
Марек Слипский, аспирант LASP, создал в соавторстве исследование.Члены команды ЗНАТОКА ранее объявили об измерениях, показывающих, что атмосферный газ терялся пространству и который описал процессы, которыми снималась атмосфера. Существующий анализ использует измерения сегодняшней атмосферы, чтобы дать первую оценку того, сколько газа было удалено в течение времени.
Жидкая вода, важная для жизни, не стабильна на поверхности Марса сегодня, потому что атмосфера слишком холодная и тонкая, чтобы поддержать его. Однако доказательства, такие как особенности, напоминающие сухие русла и полезные ископаемые, которые только формируются в присутствии жидкой воды, указывают, что древний марсианский климат очень отличался – достаточно теплый для воды, чтобы течь на поверхности в течение длительных периодов.
Есть много способов, которыми планета может потерять часть своей атмосферы. Например, химические реакции могут запереть газ в поверхностных скалах, или атмосфера может быть разрушена радиацией и ветром от родительской звезды планеты.
Новый результат показывает, что солнечный ветер и радиация были ответственны за большую часть атмосферной потери на Марсе и что истощения было достаточно, чтобы преобразовать марсианский климат. Солнечный ветер – тонкий поток электрического проведения газа, постоянно дующего от поверхности солнца.У молодых звезд есть намного более интенсивное ультрафиолетовое излучение и ветры, таким образом, атмосферный ущерб от этих процессов был, вероятно, намного больше рано в истории Марса, и эти процессы, возможно, были доминирующими, управляющими климатом и обитаемостью планеты, по данным команды.
Возможно, что микробная жизнь, возможно, существовала в поверхности рано в истории Марса. Поскольку планета остыла и высохла, любую жизнь, возможно, стимулировали метрополитеном или вызвали в случайные или редкие поверхностные оазисы.
Jakosky и его команда получили результат, измерив атмосферное изобилие двух различных изотопов газа аргона. Изотопы – атомы того же самого элемента с различными массами.
Поскольку легче этих двух изотопов убегает, чтобы сделать интервалы с большей готовностью, это оставит газ, остающийся позади обогащенного в более тяжелом изотопе. Команда использовала это обогащение вместе с тем, как это менялось в зависимости от высоты в атмосфере, чтобы оценить, какая фракция атмосферного газа была потеряна пространству.
Поскольку «благородный газовый» аргон не может реагировать химически ни с чем так, что он не будет изолирован в скалах, и единственный процесс, который может удалить его, чтобы сделать интервалы, является названным «бормотанием» физического процесса солнечным ветром. В бормотании, ионы, взятые воздействием солнечного ветра Марс на высоких скоростях и физически, пробивают атмосферный газ в космос.
Команда отследила аргон, потому что это может быть удалено только, бормоча. Как только они определили количество аргона, потерянного, бормоча, они могли использовать эффективность бормотания, чтобы определить бормочущую потерю других атомов и молекул, включая углекислый газ (CO2).CO2 представляет интерес, потому что это – главный элемент атмосферы Марса и потому что это – эффективный парниковый газ, который может сохранить тепло и нагреть планету.«Мы решили, что большинство CO2 планеты также было потеряно, чтобы сделать интервалы, бормоча», сказал Якоский. «Есть другие процессы, которые могут удалить CO2, таким образом, это дает минимальное количество CO2, это было потеряно пространству».
Команда сделала свою оценку, используя данные по марсианской верхней атмосфере от Нейтрального Спектрометра Массы Газа и Иона ЗНАТОКА (NGIMS) инструмент, поддержанный измерениями от марсианской поверхности, сделанной Типовым Анализом НАСА в Марсе (SAM) инструмент на борту марсохода Curiosity.«Объединенные измерения позволяют лучшее определение того, сколько марсианского аргона было потеряно, чтобы сделать интервалы между более чем миллиардами лет», сказал Пол Мэхэффи из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, Мэриленд. Мэхэффи, соавтор бумаги, является научным руководителем на инструменте SAM, и вовлеките инструмент NGIMS, оба из которых были развиты в НАСА Годдар.«Используя измерения от обоих пунктов платформ до ценности наличия многократных миссий, которые делают дополнительные измерения», сказал Мэхэффи.
НАСА Годдар управляет проектом ЗНАТОКА и РАКЕТОЙ/ЛЮБОПЫТСТВОМ, управляет Лаборатория реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния.