Теплый газ: Что согревало Марс

Говорит Даниэль Шраг: «Существуют многочисленные свидетельства того, что на раннем этапе, в период от 3,5 до 4 млрд. лет назад, климат Марса был значительно теплее, позволяя существовать даже жидким океанам. Однако пока не удалось увязать эти данные с нашими представлениями о механизмах климатической регуляции».

Климат Земли определяется, в первую очередь, круговоротом CO2 — главного парникового газа нашей планеты. Существует определенный баланс между количеством CO2, которое выбрасывается в атмосферу в результате вулканической деятельности, и темпами связывания атмосферного CO2 в ходе различных химических реакций с участием силикатных минералов. Если говорить упрощенно, углекислый газ удаляется из атмосферы, трансформируясь в карбонат кальция (CaCO3) — основной химический компонент известняка. Ученые полагают, что этот баланс помогал Земле оставаться пригодной для жизни в течение последних 4 млрд. лет.

Но вулканическая активность современного Марса явно недостаточна для того, чтобы поддерживать подобный цикл: дополнительный углекислый газ в его атмосферу не поступает. Однако около 4 млрд. лет назад — в эпоху, когда гигантское, ныне потухшее вулканическое нагорье Фарсида (Тарсис) вовсю функционировало, картина была совершенно иной. В течение десятков, если не сотен миллионов лет в атмосферу постоянно выбрасывались значительные массы вулканических газов со всеми вытекающими отсюда последствиями, как то — активный парниковый эффект, рост средней температуры, увеличение плотности атмосферы, возможность существования воды в жидкой форме и т. д.

У этой гипотезы есть одно слабое место. Эпоха активных извержений должна была оставить по себе огромные залежи известняка, сформировавшегося из связанного атмосферного CO2, однако до сих пор на Марсе известняк обнаружен не был. Налицо явное противоречие, которое необходимо как-то разрешить.

Новая концепция предполагает, что ключевую роль в управлении климатом Марса играла не двуокись углерода, а двуокись серы — S02, или, как ее еще называют, сернистый ангидрид. Двуокись серы, также принадлежащая к числу вулканических газов, обладает, с одной стороны, весьма немаленьким парниковым потенциалом, а с другой — вступает в реакцию с силикатами намного легче, нежели углекислый газ. На Земле двуокись серы очень быстро окисляется до сульфатов и удаляется из атмосферы, не успевая оказать значительное влияние на климат. Однако, по мнению авторов новой гипотезы, атмосфера молодого Марса почти не содержала свободного кислорода, в результате чего диоксид серы мог оставаться в ней неокисленным.

«В плане влияния на климат сернистый ангидрид выступает неплохим аналогом углекислого газа, — утверждает Итэй Халеви (Itay Halevy), еще один из авторов гипотезы. — Даже незначительное его количество в атмосфере приводит к существенному потеплению, а попутно сернистый ангидрид блокирует формирование известняковых отложений». Вместо них на поверхности должны формироваться различные сульфаты — во всех местах, где присутствует жидкая вода. Это неплохо объясняет довольно странный для большинства ученых факт: различные соединения серы, не очень характерные для земных пород, являются весьма распространенным компонентом пород марсианских. «Нам кажется, что мы, наконец, поняли, почему на Марсе так мало карбонатов, и почему там так много серы», — добавляет Халеви.

Озвученная гипотеза имеет прямое отношение не только к Марсу, но и к нашей Земле. «До того, как на Земле появилась жизнь, ее атмосфера была очень похожа на марсианскую. Следовательно, двуокись серы должна была играть весьма важную роль и на нашей планете». Это, в частности, означает, что первобытный океан, в котором возникла земная жизнь, был гораздо более кислотным, чем считалось до настоящего времени.

По информации Mars Daily