Все о космосе

Парниковый газ древнего Марса

Сейчас ученые почти не со­мневаются в том, что на ран­нем этапе, примерно 3,5-4 млрд. лет назад, климат Марса был зна­чительно теплее, и на поверхности планеты существовали большие массы жидкой воды. До сих пор, однако, эти данные не удавалось увязать с современными представ­лениями о механизмах климати­ческой регуляции.

Климат Земли определяется, в первую очередь, круговоротом уг­лерода. Существует определен­ный баланс между количеством выбрасываемого вулканами в ат­мосферу углекислого газа (С0₂) — главного парникового газа нашей планеты — и темпами его связы­вания в ходе различных химичес­ких реакций с участием силикат­ных минералов. Этот газ удаляет­ся из атмосферы, трансформиру­ясь главным образом в карбонат кальция (СаС0₃) — основной хи­мический компонент известняка. Считается, что этот баланс помо­гает Земле оставаться пригодной для жизни в течение последних 4 млрд. лет.

Вулканической активности современного Марса явно недо­статочно для поддержания подоб­ного цикла: дополнительный уг­лекислый газ в его атмосферу не поступает. Однако в эпоху, когда действовали гигантские — ныне потухшие — вулканы нагорья Фарсида, картина была совер­шенно иной. На протяжении де­сятков, а возможно, сотен милли­онов лет в атмосфера постоянно пополнялась значительными мас­сами изверженных газов со всеми вытекающими последствиями, а именно: заметным парниковым эффектом, ростом средней темпе­ратуры, увеличением плотности атмосферы, конденсацией водя­ного пара.

Согласно этой модели, эпоха активного вулканизма должна была оставить после себя огром­ные залежи известняка, возник­шего из связанного атмосферного углекислого газа — но этот мине­рал до сих пор на Марсе обнару­жен не был. Объяснить это про­тиворечие можно тем, что ключе­вую роль в управлении климатом Марса играла не двуокись углерода, а двуокись серы — сернис­тый ангидрид S0₂. Он также при­надлежит к числу вулканичес­ких газов, обладает более весо­мым "парниковым потенциалом", и к тому же намного легче, чем углекислый газ, вступает в реак­цию с силикатами. На Земле, в присутствии свободного кислоро­да, двуокись серы очень быстро окисляется до трехокиси, связы­вается водой и удаляется из ат­мосферы, не успевая оказать значительного влияния на кли­мат. Однако, по мнению авторов новой гипотезы, атмосфера моло­дого Марса кислорода почти не содержала, в результате чего S0₂ мог задерживаться в ней на длительное время.

"В плане влияния на климат сернистый ангидрид выступает неплохим аналогом углекислого газа, — утверждает Итэй Халеви (Itay Halevy), 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 — во всех местах, где присутствует жидкая вода — должны формироваться сульфатные минералы. Это не­плохо объясняет довольно стран­ный   для   большинства   ученых факт: различные соединения се­ры, нехарактерные 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 планете. Су­дя по всему, до того, как на Земле появилась жизнь, ее атмосфера была очень похожа на марсиан­скую, то есть сернистый газ играл весьма важную роль и в нашей геологической истории. Это, в частности, означает, что перво­бытный океан, в котором возник­ла земная жизнь, был гораздо бо­лее "кислым", чем считалось до настоящего времени. Еще более кислотными должны были быть предполагаемые океаны древней Венеры — их остатки мы сейчас наблюдаем в виде ослепительно белых венерианских облаков, состоящих в основном из серной кислоты.

Источник:

Sulfur Dioxide May Have Helped

Maintain A Warm Early Mars by

Steve Bradt. Cambridge, MA (SPX)