Малкият размер на Марс ограничава обитаването му

Червеникава, но подобна на Земята планета с океани и звезди на заден план.

Концепцията на художника за Марс, както изглеждаше, ако някога е имал океани. Изображение чрез обсерваторията на НАСА за Земята/ Джошуа Стивънс/ Национална служба за сателит, данни и информация на NOAA/ NASA/ JPL-Caltech/ USGS/ Шон Гарсия/Вашингтонския университет в Сейнт Луис.


Имало ли е някога живот на Марс? Все още не знаем със сигурност. Продължаваконстатацииот ровери, кацащи и орбитални предполагат, че планетата е била обитаема - подходяща за живот - в миналото. Разбира се, обитаемост не означаваобитаван. Иколко обитаемаи заколко дълго? Това са ключови въпроси, които учените искат да отговорят. На 20 септември 2021 г. изследователи от Вашингтонския университет в Сейнт Луис публикуваха ново проучване, което предполага, че макар и обитаемо за известно време, малкият размер на Марс означава, че потенциалното му обитаване е ограничено от самото начало.

Theрецензиранконстатации бяхапубликуванивИзвестия на Националната академия на наукитена 20 септември. Пълнотекстовата версия също ена разположениеот 52 -та конференция за лунна и планетарна наука 2021 г.


Космически снимки на Земята и Марс един до друг, на черен фон, с Земята много по -голяма.

По -малкият размер на Марс от Земята означава, че той не е в състояние да задържи по -голямата част от водата и атмосферата си. Изображение чрезНАСА.

Малко или никакви повърхностни води? Обвинете малкия размер на Марс

Марс някога е имал много вода на повърхността си, както потвърждават различни мисии до планетата. Имаше реки, езера и може би дори океан. И така, какво се случи с тях? Общото обяснение е, че атмосферата на планетата по -късно стана твърде тънка и студена, за да поддържа течна вода на повърхността. Това вероятно е свързано със загубата на ранното магнитно поле на Марс. Има и доказателства, че част или може би дори по -голямата част от тази вода е в моментаобвързанв кората на планетата, уловена в минерали.

Основната причина за загубата на вода на Марс обаче може да бъде дори по -основна: планетата беше просто твърде малка за начало. Според изследователите планетата не е била достатъчно масивна, за да продължи да задържа цялата си вода. КатоКун Уанг, водещ автор на новия доклад,обяснено:

Съдбата на Марс беше решена от самото начало. Вероятно има праг за размера на скалистите планети, за да задържат достатъчно вода, за да позволят обитаемост итектоника на плочите, с маса надвишаваща тази на Марс.




Червеникава скалиста планета с тъмни петна и ярко бяла полярна шапка в долния десен ъгъл.

Марс някога е имал дъжд, реки, езера и може би дори океани на повърхността си. Днес това е студена и суха пустиня само с лед, скреж и водни пари. Този глобален изглед е комбинация от около 100 изображения отВикингорбитален апарат. Изображение чрез НАСА/JPL-Caltech/ USGS.

Използване на калий за оценка на обитаемостта на Марс

Как Уанг и колегите му са определили, че малкият размер на Марс има голямо влияние върху обитаемостта му? Те изучавалиизотопина минерала калий в 20 различниМарсиански метеорити. По този начин те биха могли да оценят наличието, разпространението и изобилието налетливелементи, като вода.

Това, което откриха, беше интересно. По време на първоначалното си формиране Марс загуби повече калий и други летливи вещества от Земята, но запази повече от тези летливи вещества, отколкото Луната и астероида4-Веста. Тези две тела бяха използвани за сравнение, тъй като и двете са по -малки и по -сухи от Марс. Резултатите предполагат окончателна връзка между размера на тялото и изотопния състав на калия.

Според съавторКатарина Лодърс:


Причината за далеч по -ниското съдържание на летливи елементи и техните съединения в диференцирани планети, отколкото в примитивни недиференцирани метеорити, е отдавнашен въпрос. Откриването на корелацията на изотопни състави на К с гравитацията на планетата е ново откритие с важни количествени последици за това кога и как диференцираните планети са получили и загубили летливите си вещества.

Химически следи от марсиански метеорити

Уанг добави:

Марсианските метеорити са единствените проби, с които разполагаме, за да изследваме химичния състав на масовия Марс. Тези марсиански метеорити са на възраст, варираща от няколкостотин милиона до 4 милиарда години и записват нестабилната история на еволюцията на Марс. Чрез измерване на изотопите на умерено летливи елементи, като калий, можем да заключим степента на летливо изчерпване на масовите планети и да направим сравнения между различните тела на Слънчевата система.

Безспорно е, че на повърхността на Марс е имало течна вода, но колко общо вода е имало някога Марс, е трудно да се определи количествено само чрез дистанционно наблюдение и роувър изследвания. Има много модели за масовото водно съдържание на Марс. В някои от тях ранният Марс беше дори по -влажен от Земята. Не вярваме, че е било така.


Усмихнат мъж с къса тъмна коса и размазан фон зад гърба си.

Кун Уанг от Вашингтонския университет в Сейнт Луис ръководи новото проучване за ролята на малкия размер на Марс при определянето на обитаемостта на планетата. Изображение чрезВашингтонския университет в Сейнт Луис.

Последици за екзопланетите

Изследването би могло да има последици и за планети, различни от Марс; по -специално, заекзопланети, светове, които обикалят около далечни звезди. Освен това, ако една планета е твърде близо до своята звезда, за нея е по -трудно да запази летливите си вещества, като водата. Това е във връзка собитаема зона, където температурата може да повлияе на обитаемостта на планетата. Ако една планета е твърде близо до своята звезда, тя ще бъде твърде гореща за течна вода. Ако е твърде далеч, водата вероятно ще бъде под формата на лед. СпоредКлаус Мезгерв Центъра за пространство и обитаване към университета в Берн, Швейцария:

Това проучване подчертава, че има много ограничен диапазон от размери за планетите да имат достатъчно, но не прекалено много вода, за да развият обитаема повърхностна среда. Тези резултати ще насочат астрономите в търсенето на обитаеми екзопланети в други слънчеви системи.

Размерът и разстоянието са важни за обитаване

Изглежда тогава, че трябва да се вземат предвид както големината, така и разстоянието от звездата, когато става въпрос за потенциалното обитаване на планетата. В това отношение Земята би била на това сладко място; не е твърде малък и в обитаемата зона на слънцето.

Уангказах:

Размерът на екзопланета е един от най -лесните за определяне параметри. Въз основа на размера и масата, сега знаем дали екзопланета е кандидат за живот, защото определящ фактор от първи ред за летливо задържане е размерът.

Въз основа на новите открития изглежда, че бедният Марс е бил в неравностойно положение, от гледна точка на обитаемост, още от самото начало. Но надеждата за констатации следите от живота не се губят. Просто трябва да продължим да търсим и колкото повече познания имаме за миналото на Марс, толкова по -умни можем да извършим това търсене.

Ръка с ръкавица, която държи малък стъклен буркан над кантар в лаборатория.

Проба от марсиански метеорит, изследвана в лабораторията Уанг във Вашингтонския университет в Сейнт Луис. Изображение чрезВашингтонския университет в Сейнт Луис.

В крайна сметка: Марс някога е бил мокър и обитаем свят, така че какво се е променило? Според ново проучване от Вашингтонския университет в Сейнт Луис, малкият размер на Марс вероятно е виновен за това, че е загубил по -голямата част от водата и атмосферата си.

Източник: Съставът на калиевия изотоп на Марс разкрива механизъм на задържане на летливи летливи вещества

Източник (пълен текст): Съставът на калиев изотоп на Марс разкрива механизъм на задържане на планетарни летливи вещества

През Вашингтонския университет в Сейнт Луис