Астрономы представили новые доказательства того, что атмосфера Марса стала разреженной за счет утечки в космос, а не геохимических процессов на поверхности. В основе заключений ученых лежат материалы изотопного анализа образцов газа, собранного марсоходом «Кьюриосити». Подробности приводит официальный сайт NASA.
Ученые использовали два независимых метода определения концентрации изотопов углерода. Соотношение изотопов водорода, углерода и кислорода было установлено при помощи масс-спектрометра и лазерного спектрометра, определяющего оптический спектр поглощения образца. Применение разных методов позволило уменьшить вклад в результат приборных погрешностей.
Результаты анализа показали, что атмосфера Марса потеряла значительную часть газа. Причем в первую очередь исчезали более легкие атомы. Сейчас газовая оболочка планеты содержит больше тяжелых изотопов, что говорит о потерях за счет улетучивания, а не поглощения грунтом Марса. Если бы пропавший из атмосферы газ осел в полярных шапках и вечной мерзлоте, то осталось бы больше легких изотопов.
В гравитационном поле планет происходит естественная сепарация и легкие атомы чаще встречаются сверху, чем снизу. Так, относительная концентрация водорода, самого легкого газа, в атмосфере Земли растет; аналогичная закономерность верна и для углекислого газа с разными изотопами углерода и кислорода.
Ранее «Кьюриосити» уже проводил анализ изотопов аргона и те результаты также говорили в пользу потери газов за счет выхода молекул в космическое пространство. Механизм потери атмосферы (ее диссипации) связан с тем, что скорости молекул не строго фиксированы, а могут варьироваться в определенном диапазоне. Небольшая часть молекул разгоняется до скоростей, которые позволяют им покинуть пределы гравитационного поля планеты.
Аналогичные процессы происходят на всех планетах, но их скорость зависит от гравитационного поля и климатических условий. Чем тяжелее небесное тело и чем ниже его температура, тем меньше величина потерь. За секунду наша планета теряет в среднем 3 килограмма атмосферы. Большая часть потерь приходится на водород.