На повърхността на Марс има участъци, които са на повече от 3 милиарда години
(снимка: CC0 Public Domain)
Майкъл Ален
Човечеството вероятно е било очаровано от Марс още когато първите негови представители са обърнали поглед към нощното небе. Изследването на Космоса в днешно време е свидетелство за това неспиращо очарование.
От 60-те години на миналия век повече от 40 мисии са се опитали да достигнат Червената планета. В резултат на това днес на марсианската повърхност действат три всъдехода, плюс един спускаем апарат и един хеликоптер, а около планетата обикалят осем изкуствени спътника.
Специален интерес
„Много от планетите и спътниците в нашата Слънчева система са интересни, но Марс е малко по-специална“, твърди Франсоа Форже — учен в Сорбоната във Франция, който се занимава с изследване на атмосферата. „В днешно време Марс и Земята много си приличат, но в миналото — преди 3 до 4 милиарда години — тази прилика е била още по-голяма“.
И макар да разполагаме с изобилие от геоложки данни благодарение на обширните проучвания до този момент, все още много неща остават неизвестни за четвъртата планета по отдалеченост от Слънцето.
Съществуват признаци, че огромен океан някога е покривал северното полукълбо на Марс, а на други места се намират следи, издълбани от реки и ледници.
И въпреки това климатичните процеси, оформили днешния облик на планетата, остават загадка.
Преди 4 милиарда години, когато започва да се заражда животът на Земята, на Марс е имало реки и езера от вода. Оттук възниква възможността и на Марс да се е развивал живот.
Но учените се интересуват и от процесите, създали сухата пустинна планета, която виждаме днес, и какво биха могли да разкрият те за климата на Земята.
На повърхността на Марс има участъци, които са на повече от 3 милиарда години. На Земята няма такива, тъй като тя е променена из основи от живите същества, изтрили до голяма степен ранната история на планетата.
И още нещо прави Марс специална — това е място, до което астронавтите се надяват да стигнат в някакъв момент.
Европейската космическа агенция, или ЕКА, и Националната администрация по аеронавтика и изследване на космоса на САЩ (НАСА) работят по изпращането на астронавти на Марс.
Тест на времето
Форже е водещият изследовател във финансиран от ЕС проект, по който се разработва модел на еволюцията на Марс в опит да се намери отговор на някои от въпросите относно историята на планетата.
Наречен Марс във времето, проектът започна в края на 2019 и трябва да продължи до 2025 г.
Според Форже настоящите климатични модели на Марс обхващат само кратки периоди — няколко години — от неговата история, а симулирането на въздействието на характеристики като ледници, реки и езера е сложно, особено за дълги периоди от време.
Моделът по проекта е разработен за хиляди, дори милиони години, като симулира миналото развитие на геоложките характеристики заедно с променящата се атмосфера.
И докато за моделите на текущия климат са необходими хипотези за миналото местоположение на водата по повърхността на планетата, целта на модела за еволюцията на Марс е да открие къде естествено би се е образувала вода и би достигнала устойчиво равновесие, казва Форже.
Това се постига с включване в модела на повече данни, като ефекта от микроклиматичните условия например.
Склоновете с изложение към полюсите на дадена планета например обикновено са по-студени, което може да доведе до образуване на лед и ледници. По по-топлите склонове с изложение към екватора е по-вероятно да има вода в течна форма.
„Ако искате да симулирате Земята, но не знаете нищо за нея, ще поставите вода в океаните, след което моделът на еволюцията на Земята бавно ще създаде антарктическите ледени покривки например“, казва Форже. „Искате да направите същото и на Марс и моделът, разбира се, ще създаде езера, морета и реки“.
В него са включени и мащабни промени, които протичат през по-дълги геоложки периоди. Наклонът на оста на въртене на Марс обичайно се променя на всеки 50 000 години и води до мащабни климатични промени.
Ледници от въглероден диоксид
За да използват модела, учените разчитат на известните данни от миналото на Марс, като геологията и топографията, местоположението на реките, езерата и ледниците и състава на атмосферата. Те правят и някои предположения за липсващите данни.
С протичането на симулацията учените променят своите хипотези и параметри, докато развитието на модела на Марс не започне да съответства на съществуващите познания за планетата в миналото и сега.
Според Форже, след като даден модел съответства на геоложките данни, той предоставя информация за околната среда, химията и атмосферата на планетата и как са се променяли те.
Досега моделът е потвърдил, че някои странно изглеждащи морени — отломки, оставени от ледници — вероятно произхождат от ледници от замръзнал въглероден диоксид.
Симулациите също така подсказват как биха могли да се образуват тези ледници от СО2, и показват, че те са довели до драматични промени в състава на атмосферата на Марс.
За да изпитат една теория за вероятното наличие на вода на марсианската повърхност, учените добавят в своя модел параметър, богат на водород, за да разберат как климатът на Марс може да е станал достатъчно топъл, за да има течни езера и реки.
Моделът показва, че ако в миналото на Марс е имало богата на водород атмосфера, тя може да е станала причина за значителен парников ефект и повишаване на температурата на планетата.
Замръзнали резервоари
На другия край на температурния спектър, по-доброто разбиране как са се образували ледниците и къде може да има замръзнала вода днес, може да помогне за пилотираните мисии до Марс.
„Според НАСА ще бъде много полезно да разполагаме с достъп до лед от вода, без прекомерни затруднения“, твърди Форже. „Те създадоха екипи по проекта, които да търсят къде може да се намери лед от вода и проектът „Марс във времето“ наистина може да даде своя принос в това отношение“.
Изследванията на ЕС биха могли да предоставят информация и къде може да се намери вода в течно състояние. Точно това са районите, в които астронавтите не биха искали да кацат.
Причина за това е концепцията, известна като „планетарна защита“. Последното нещо, което астронавтите биха искали да направят, е да замърсят Марс с микроорганизми от Земята, особено във вода, която е благоприятна среда за развитието им.
Тази статия е публикувана за пръв път в Horizon, списанието за изследвания и иновации на ЕС.