Ученые долго дебатировали, как глубокие каньоны и обширные сети долины – как виды, вырезанные проточной водой, которую более чем миллионы лет на Земле – могли сформировать на Марсе приблизительно 3,8 миллиарда лет назад, время, которому многие верят, планета была заморожена.Исследователи предполагают, что покрытый ледником ранний Марс, возможно, испытал длинные теплые периоды, длясь до 10 миллионов лет за один раз, вызвал толстой атмосферой углекислого газа и водорода.Команда, которая издала ее результаты сегодня (1 декабря) в журнале Earth и Planetary Science Letters, нашла, что нагревающиеся циклы продлятся долго достаточно и произведут достаточно воды, чтобы создать особенности.«С ездящей на велосипеде гипотезой Вы получаете эти длительные периоды теплоты, которые дают Вам достаточное количество времени, чтобы сформировать все различные марсианские сети долины», сказали Наташа Батальха, аспирант, астрономия и астрофизика, Государственный университет Пенсильвании.
Предыдущие исследования предположили, что воздействия астероида, возможно, нагрели планету, создав паровые атмосферы, которые вели, чтобы литься дождем. Но те теплые периоды имели бы намного более короткие продолжительности и изо всех сил пытались бы произвести достаточно воды, сказали исследователи.«Мы думаем, что Марс должен был быть теплым для миллионов к десяткам миллионов лет, и гипотеза воздействия может сохранять его теплым в течение тысяч лет», сказал Джим Кэстинг, профессор Эвана Пью геонаук, Государственного университета Пенсильвании и бумажного соавтора. «С точки зрения воды нам нужны миллионы метров ливня, и они (предыдущие исследования) могут получить сотни метров».
Кэстинг сказал, что долины на марсианской поверхности подобны по ширине Каньону реки Колорадо. Ученые оценивают, что потребовалось 16 миллионов лет для реки Колорадо, раздутой в сезон, поскольку снег тает в Скалистых горах, чтобы вырезать соседний Гранд-Каньон.Используя модели климата, команда показала, что нагревающиеся периоды – вызвали, когда парниковые газы достигли, определенный переломный момент – продлился миллионы лет на Марсе. С правильным выбором параметров эти теплые периоды могут продлиться до 10 миллионов лет.
По словам исследователей, парниковые газы постепенно накапливались в атмосфере, изрыгавший извержениями вулканов, выпущенными, охлаждая магму на поверхности или просачиваясь от корки планеты.Дождь естественно удаляет часть этого от атмосферы, когда это падает, храня немного углерода в земле посредством процесса, названного химическим наклоном.
Но потому что ранний Марс был холодным, шел дождь меньше, и этот процесс не мог поддержать на высоком уровне, сказали исследователи.«Марс находится в этом шатком положении, где это на внешнем краю пригодной для жилья зоны», заявил Баталья. «Это получает меньше солнечного потока, таким образом, Вы начинаете в замороженном государстве. Есть вулканическая дегазация, но потому что Вам холоднее, Вы не возвращаете то же самое смещение углерода в поверхность планеты.
Вместо этого Вы получаете это атмосферное наращивание, и Ваша планета медленно начинает повышаться в температуре».Поскольку планета нагрелась, химический наклон в конечном счете произойдет быстрее, чем вулканы могли возвратить газы в атмосферу, и планета начнет охлаждаться, возвещая другой ледниковый период.Для теории работать, ученые сказали, что дальнейшее исследование необходимо, чтобы определить возможно, ли достаточно углекислого газа и водорода, были произведены на планете.«Мы были бы богатым, если бы у раннего Марса была тектоника плит точно так же, как Земля имеет сегодня», сказал Кэстинг. «Тогда это работает.
Но это – большие дебаты. Много людей не думает, что у Марса когда-либо был он».Баталья заявил, что большое количество углекислого газа в атмосфере приведет к очень кислому дождю, который расторг бы скалы карбоната в поверхности и внес бы их в недрах.
«Таким образом, если бы следующая миссия на Марс смогла копнуть глубже, Вы могли бы быть в состоянии раскрыть эти различные карбонаты», сказала она. «Это было бы своего рода дымящимся оружием для углекислого газа».Также работой над этим проектом был Рави Кумар Коппарапу, исследователь помощника, Университет Мэриленда и НАСА Центр космических полетов имени Годдарда, и Джейкоб Хэкк-Мисра, Виртуальный Планетарный Лабораторный и Синий Мраморный Космический Институт Института Астробиологии НАСА Науки, Сиэтла.
НАСА и Национальный научный фонд через товарищество выпускника финансировали это исследование.