Атмосфера Марса составляет менее 1% плотности атмосферы Земли. Это одна из причин, почему жидкая вода покрывает большую часть нашей планеты, но не может существовать на Красной планете. Поскольку последние исследования указывают, что вода могла покрывать Марс в более ранние периоды, ученые заинтересовались плотностью его атмосферы миллиарды лет назад. Это не простая задача, ведь даже для Земли очень трудно определить атмосферное давление того же периода.
Йозеф Дуфек (Josef Dufek) пытается узнать больше об атмосферных условиях в прошлом Марса, анализируя два источника информации: древние вулканические извержения и наблюдения марсохода “Спирит” на поверхности. Его новые данные, опубликованные в журнале Geophysical Research Letters, предоставляют общественности больше доказательств того, что Марс в прошлом был насыщен водой, а его атмосфера была значительно плотнее, по крайней мере в 20 раз плотнее сегодняшней.
Климат планеты, физическое состояние воды на ее поверхности и потенциал для развития жизни – всё это зависит от атмосферных условий.
Первый из инструментов исследования Дуфека – фрагмент скалы, пролетевший в атмосфере Марса во время извержения вулкана около 3,5 миллиарда лет назад. Он приземлился в вулканических осадках и остается на том же месте и сегодня. Второй инструмент Дуфека – марсоход. В 2007 году “Спирит” совершил посадку на этой площадке, известной как “Home Plate”, и более подробно разглядел фрагмент скалы. Дуфек и его коллеги из университета Калифорнии в Беркли получили достаточно данных, чтобы определить размер, глубину и форму прогиба после падения фрагмента.
После этого команда ученых отправилась в лабораторию, чтобы получить прогиб в своих условиях. Они создали поверхность из песка, используя зерна того же размера, что и на Марсе. Затем ученые воссоздали прогиб на Марсе, используя частицы различных материалов (стекло, камень и сталь) и направляя их с различной скоростью на сухую и влажную поверхность песка, чтобы потом сравнить полученные результаты с марсианским оригиналом.
Команда Дуфека установила, что в лаборатории частицы должны ударить в песок со скоростью менее 40 метров в секунду, чтобы создать похожую глубину проникновения. Для того, чтобы нечто прошло через атмосферу Марса с такой же максимальной скоростью, давление должно быть как минимум в 20 раз более плотным, чем в нынешних условиях, что свидетельствует о существовании более плотной атмосферы на Марсе в прошлом.