от Джонатан O’Калахан
Международен екип от изследователи разработва модел на , който би могъл да отключи някои от дълго пазените му тайни, включително дали някога на него е имало живот.
Франсоа Форже, учен изследовател на космоса от института „Пиер Симон Лаплас” във Франция, е човекът, който търси тези отговори. Той не е пътешественик във времето, но се надява да направи нещо също толкова добро.
Екипът му от изследователи, обединени под името „” и подкрепени с финансиране от Съюза (), се опитва да разнищи различните периоди от историята на планетата. Целта е да се отговори на въпроса, който отдавна озадачава учените: бил ли е Марс някога обитаем?
„Марс е бил място, където е било възможно да се е зародил живот, и това е много вълнуващо”, казва Форже, главен изследовател в екипа „Марс през времето”.
Работата на екипа се координира от Националния център за научни изследвания на Франция в Париж. Целта на шестгодишния проект, приключващ през ноември 2025 г., е да хвърли светлина върху възможните периоди, през които Марс може да е бил топъл и влажен, покрит с ледници, и вероятно дори подходящ за живот.
Предишни мисии до Марс дават приблизителна представа за неговата история, но не показват каква всъщност е била планетата. Изследвания с роботи разкриват, че Марс не винаги е била пустинната планета, каквато е днес. Тя е преминала през епохи, благоприятни за образуване на реки и езера, както и ледникови периоди.
Все още обаче малко се знае за климатичните процеси, оформили повърхността ѝ. Точно тук се намесва екипът на Форже.
„Опитваме се да изобретим нов модел, да изградим виртуална планета, която еволюира във времето”, казва Форже. „Това е изключително амбициозен проект”.
Работата по разработването на този модел е в ход от 2019 г., но се оказа по-труд на, отколкото първоначално са мислили — донякъде заради необходимата голяма изчислителна мощ. Но краят е вече на хоризонта.
„Сега зная, че това е възможно”, казва той. „Убеден съм, че скоро ще имаме много добър инструмент, който да предложим на общността”.
Това означава, че скоро може да сме в състояние да използваме тази виртуална машина на времето, за да се пренасяме в различни периоди от марсианската история и да разберем точно какво се е случвало на планетата и кога.
Кратка история на времето
Подобно на Земята, Марс се ражда в зората на нашата Слънчева система преди 4,5 милиарда години. Той е с размери приблизително наполовина на нашата планета и е по-далеч от Слънцето от нас. На това разстояние получава по-малко слънчева радиация, отколкото Земята.
Въпреки това все повече доказателства сочат, че в началото на своя живот Марс е бил топла и влажна планета, много подобна на нашата.
Въз основа на геоложки и минералогични доказателства става ясно, че някога Марс е имал по-плътна атмосфера, отколкото днес. Още по-интригуващо е, че на повърхността му можем да видим и остатъци от древни езера и морета.
В момента марсоходите на НАСА „Кюриосити” и „Пърсивиърънс” изследват две от тях.
В някакъв момент преди 3 до 4 милиарда години Марс губи атмосферата си поради все още не напълно установени причини, а с нея — умерените условия, позволяващи наличието на вода на повърхността му.
Днес планетата е безплодна и суха, с изключение на водата, за която се счита, че е затворена под повърхността, и на леда, който виждаме замръзнал по полюсите.
Все още нерешен стои въпросът кога точно планетата е била топла и влажна.
„Не разбираме какъв климатичен процес е дал възможност за това”, казва Форже и посочва изключително важен въпрос за изследване. „Наличието на вода означава, че е имало възможност за появата на живот едновременно с появата на живота на Земята”.
Счита се също така, че Марс е преминал през периоди на мащабно образуване на ледници, издълбали долини на повърхността му, когато атмосферата временно е изчезнала.
Надеждата е моделът на Форже да даде представа кога са възникнали тези периоди. Той ще може да направи това с прецизност, несравнима с предишните климатични модели на Марс. Настоящите модели дават само моментна снимка на климата в даден момент.
„Опитваме се да създадем нов модел, който може да симулира еволюцията на Марс в продължение на хиляди или милиони години”, казва Форже. „Когато направим това, ще можем да симулираме еволюцията на ледниците и езерата”.
Атмосферни промени
За да разработят модела, Форже и неговият екип вземат известната информация за Марс и използват мощни компютри, за да симулират условията на повърхността му, които биха могли да произтекат от тези данни.
Например един от основните фактори, за които е известно, че са се променяли на Марс, е наклонът на планетата при движението ѝ в орбита около Слънцето.
В момента той е около 25 градуса, подобно на Земята, но през историята ѝ варира от почти нула градуса до повече от 60 градуса, казва Форже. Това е предизвикало значителни колебания в количеството топлина на повърхността на Марс.
Нерешен е и въпросът за дебелината и състава на марсианската атмосфера във времето. Днес атмосферата на планетата е около 1% от обема на земната, а 95% от нея се състои от CO2.
„Преди смятахме, че ако добавим достатъчно CO2, ще имаме топъл климат”, казва Форже. „Но това не е достатъчно. Има нещо друго, което е дало възможност да се формира топъл климат”.
Текущите предположения са, че древна вулканична активност на Марс е довела до изхвърляне на значително количество водород в атмосферата, който в комбинация с CO2 е могъл да създаде достатъчен парников ефект. „Това обаче е много хипотетично. Тук има загадка”, посочва Форже.
Големи удари, като сблъсъци с астероиди или комети например, също биха могли да повлияят на климата на Марс. „С нашите инструменти можем да моделираме това”, казва Форже. Доказателствата за тези въздействия са видими днес като кратери на повърхността на планетата.
Лицата на Марс
Докато днес Марс е пустинен, в миналото той е показвал много различни лица.
„Чрез геоложките записи, които можем да тълкуваме с модели, изследваме „50 различни планети” — ледена планета, покрита с ледници, планета с изцяло замръзнала на полюсите атмосфера и планета без атмосфера”, казва Форже.
Така това научно изследване става приложимо не само за Марс, но и за планети, обикалящи около други звезди — основната идея е да се търсят обитаеми среди извън нашата Слънчева система.
„Границата на обитаемостта е голяма тема”, казва той. „Можем да изследваме какво е необходимо, за да има планета като Земята вода на повърхността си. Искаме да определим къде водата ще се стабилизира”.
Разбирането на Марс ще ни даде възможност да придобием тези знания.
Изследванията в тази статия са финансирани от Европейския научноизследователски съвет (ЕНС). Възгледите на интервюираните лица не отразяват непременно позицията на Европейската комисия. Тази статия е публикувана за пръв път в , списанието на ЕС за изследвания и иновации.
