Российские ученые: Атмосферу Марса сдуло? Мы давно об этом знали!

Унесенные ветром. Солнечным ветром.

На днях в НАСА повторили свой прием, использованный в конце сентября 2015 года, когда агентство за несколько дней предупредило: мол, ждите сенсацию. Какую - эксперты гадали. И угадали, что речь пойдет о воде на соседней планете. Состоявшаяся вскоре громкая пресс-конференция подтвердила прогнозы. Специалисты торжественно объявили: с марсианских гор стекают ручьи.

Пресс-конференции 5 ноября тоже предшествовала мощная PR-подготовка. Но уже с конкретным обещанием рассказать, куда пропала атмосфера Марса. Ее сдул солнечный ветер, - сообщили в НАСА, сославшись на результаты измерений, проведенных с помощью зонда MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN). Он был выведен на орбиту Красной планеты в сентябре 2014 года.

Измерения показали: Марс до сих пор теряет и без того тонкую атмосферу. Ее остатки сдувает в космос солнечный ветер - стремительный поток заряженных частиц, вылетающих из нашего светила. В результате каждую секунду "воздуха" на Марсе становится на 100 граммов меньше.

По словам Брюса Якоского (Bruce Jakosky) - руководителя миссии из Университета Колорадо (Maven principal investigator at the University of Colorado, Boulder), эти, казалось бы, незначительные потери и привели к тому, что кислород, углекислый газ и влага с Марса почти улетучились.

На пресс-конференции: слева Майкл Мейер - научный руководитель программы исследования Марса. справа - Брюс Якоский.

Кстати, приборы зонда зафиксировали: процесс ускоряется в десятки раз во время вспышек на Солнце - так называемых корональных выбросов.

А когда-то, по оценкам ученых, примерно 4,2 миллиарда лет назад, и соседняя планета имела плотную атмосферу, пригодную для зарождение и поддержания жизни. На ней было тепло, как сейчас на Земле, плескались океаны, озера, текли реки.

Земную атмосферу от солнечного ветра защищает магнитное поле. Оно имелось и на Марсе. И тоже защищало какое-то время, удерживало воздух. Но потом исчезло - ныне от него остались жалкие ошметки.

Как полагают в НАСА, "динамо", создававшее марсианское магнитное поле, покаким-то загадочным причинам остановилось как раз 4,2 миллиарда лет назад. Вот с тех пор атмосфера Красной планеты и улетучивается. Может быть, дело в том, что остыл и затвердел "генератор" - прежде жидкое ядро Марса.

Фантазия на научной основе: справа - таким Марс был 4,2 миллиарда лет назад. Слева - таким стал.

Возраст Солнечной системы ученые оценивают примерно в 4,6 миллиардов лет. Значит, у Марса было около 400 миллионов лет на то, чтобы обзавестись жизнью. Хоть какой-то. И такое не исключено. К примеру, на Земле, как продемонстрировали недавние находки в Западной Австралии, микроорганизмы появились почти сразу после того, как образовалась наша планета.

Американские ученые полагают: пройдет еще несколько миллиардов лет, и Марс полностью лишится атмосферы. А влага все-таки частично останется - та, которая сохранилась до сегодняшнего времени под поверхность планеты.

Эх, вы - а еще коллеги…

Специалистов Института космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) открытие американских коллег порадовало, но отнюдь не потрясло. И вот почему. Из распространенного институтом сообщения становится ясно, что к аналогичным выводам на счет солнечного ветра здесь пришли еще 40 лет назад.

- Учитывая большое внимание к Марсу в настоящее время и перспективу колонизации Марса вполне понятно широкое освещение результатов американских исследований, - рассказывает профессор Олег Вайсберг, главный научный сотрудник лаборатории солнечного ветра Института космических исследований РАН. Он - автор многих экспериментов по изучению взаимодействия солнечного ветра с Марсом на межпланетных станциях СССР, в ходе которых и стало понятно, как Марс теряет свою атмосферу под действием солнечного ветра.

- НАСА, - продолжает Олег Леонидович, - вообще уделяет большое внимание пропаганде космических исследований и своих результатов, что обеспечивает большую поддержку населения космической программы и, в частности, научных исследований, и значительное финансирование научной программы. Американская программа исследования Солнечной системы, нашего «большого дома», от Меркурия до Плутона и дальше, производит большое впечатление, и надо поздравить американских ученых и инженеров с успехом этих фундаментальных исследований.

Но надо помнить, что внимание к Марсу и его атмосфере не является чем-то новым. В 1970-х годах на орбите спутников Марса первыми стали советские межпланетные станции «Марс-2», «Марс-3» и «Марс-5». На этих спутниках были и приборы для исследования взаимодействия солнечного ветра с Марсом. Была открыта магнитосфера Марса и зарегистрирован поток атмосферных ионов, уносимых солнечным ветром. Уже тогда мы с моим молодым коллегой Анатолием Богдановым, также работающим в Институте космических исследований РАН (ИКИ РАН), опубликовали эти результаты (О.Л. Вайсберг, А.В.Богданов, В.Н.Смирнов и С.А.Романов. Первые результаты измерений потоков ионов прибором «РИЭП-2801 М» на АМС «МАРС-4» и «МАРС-5». Космические исследования, т. XIII, Вып. 1, 1975 - прим. ред.) и сделали вывод, что измеренный нами поток уносимых солнечным ветром ионов настолько велик, что он привел к большим потерям марсианской атмосферы за время существования планеты. По нашим оценкам на «Марсе-5», темп потери вещества из атмосферы (речь шла о тяжелых ионах — элементах тяжелее водорода) составлял около 250 грамм в секунду.

Иллюстрация из работы Вайсберга и коллег: Пограничный слой ускользающих атмосферных ионов в магнитосфере Марса по измерениям на “Марсе-2, -3 и -5” в 1971-1974 годах. По осям отложено расстояние от центра планеты.

Наши результаты были подтверждены в экспериментах на советском спутнике Марса «Фобос-2» в 1988 году, а также на спутнике Марса Mars Express Европейского космического агентства (ЕКА). Результаты многолетних исследований атмосферных потерь Марсом обобщены в работе, недавно опубликованной в журнале Planetary and Space Science .

В 1984 г. мы вместе с Львом Зеленым, ныне директором ИКИ РАН, а тогда молодым сотрудником ИКИ, разработали и опубликовали модель взаимодействия солнечного ветра с атмосферой планеты без собственного магнитного поля. При этом мы в большой мере полагались на наши же эксперименты на советских спутниках этих планет. В этой модели мы объяснили физический механизм, который приводит к захвату атмосферных ионов потоком солнечного ветра.

Так что, явление атмосферных потерь Марсом благодаря влиянию солнечного ветра и их роль в эволюции атмосферы Марса не являются новыми для научного сообщества, и очень жаль, что во время пресс-конференции коллеги не сочли нужным сослаться на более ранние результаты.

И наша Земля не застрахована от катастрофического превращения, которое когда-то претерпел Марс - из теплой цветущей планеты (слева) в в сухую холодную пустыню.