Jak těžké pršelo na starověkém Marsu?

Mars byl kdysi mnohem vlhčí než nyní - ale jak mokré?

Tento obrázek marťanské krajiny ukazuje údolní sítě severně od rovníku planety. Hluboké řezání, větvení, spárované s příznaky vodní hladiny v kráterech, naznačuje údolí pravděpodobně vytvořená z deště, nikoli z tání sněhu.
RA Craddock & RD Lorenz / Icarus 2017

Kdysi (přesně před 3, 7 miliardami let) byl na Marsu déšť. Ve skutečnosti na Rudé planetě bylo dost tekuté vody, aby se vytvořily obrovské údolní sítě a přetékající kráterová jezera. Ale tyto podmínky netrvaly dlouho. Chudá planeta ztratila svou atmosféru a stala se zmrzlou pustinou.

Na základě geologických důkazů jsou vědci přesvědčeni, že na starověký Mars padl déšť. Ale kolik deště? V prvním vydání časopisu Icarus, Robert Craddock (Smithsonian Institution) a Ralph Lorenz (Applied Physics Laboratory University of Johns Hopkins University), se zabaví do minulosti a prozkoumají, jak se marťanské srážky mohly časem změnit a jaký dopad má déšť. mohl mít na povrchu.

Na dešťovou kapku působí dvě síly: gravitace (dolů) a vzdušný odpor (nahoru). Silnější atmosféra vytváří větší odpor, což znamená, že kapky deště padají pomaleji. Hustější atmosféra také produkuje menší dešťové kapky. Je to proto, že když se padající kapky zvětšují, aerodynamický odpor zplošťuje jejich dna, dokud kapka „nepřevezme tvar podobný vrcholu hamburgerové housky, “ píšou Craddock a Lorenz. Zvýšíte velikost kapky více a bude se deformovat do tvaru deštníku, dokud ji přetrhávací síla fragmentuje.

S některými předpoklady vhozenými do mixu tým zkoumal, jak by mohl být intenzivní starověký marťanský déšť. Duo vypočítalo maximální velikost kapek, konečnou rychlost a intenzitu srážek v rozmezí atmosférických tlaků od 0, 5 do 10 barů, kde 1 bar je tlak vzduchu na úrovni hladiny moře v zemi. Tento rozsah zahrnuje celou řadu navrhovaných podmínek pro raný Mars.

V závislosti na tom, jak dobře by marťanská půda absorbovala déšť (nebo ne), Craddock a Lorenz naznačují, že při atmosférických tlacích větších než 4 bary by srážení mělo intenzitu mlhy - příliš jemné na erodování krajiny. Ale když Mars v průběhu tisíciletí ztratil svou atmosféru, mohly se dešťové kapky zvětšit a zesílit a dosáhnout úrovně mrholení. Podmínky by zasáhly sladké místo na 1, 5 baru, s úrovněmi intenzity na stejné úrovni s pozemskými bouřemi - i když by kombinace větších kapek a pomalejších koncových rychlostí na Marsu ve srovnání se Zemí znamenala, že bouře na Rudé planetě by byla pouze 70% jak intenzivní jako jeho pozemské dvojče, autoři poznamenávají. (Pokud jste zvědaví, maximální velikost kapky by byla asi 7 mm, o 1 mm větší než na Zemi.)

Intenzita deště by dále stoupala až do 0, 5 baru, když by se atmosféra měla zhroutit.

Výpočty naznačují, že by v marťanské historii bylo krátké okno, kdy by déšť mohl vyvolat vážnou erozi. Toto usuzování má smysl: Síť hlubokého údolí planety se utvořila před asi 3, 7 miliardami let, což je doba, kdy se atmosféra šílila. Studie Timothyho Goudgeho (tehdy z Brown University) z roku 2012 a dalších také našla pouze omezené známky přeměny minerálů související s vodou ve více než 200 povodích jezer Marsu, což naznačuje, že jezera netrvala dlouho.

Craddock a Lorenz dále tvrdí, že jejich předpověď, jak se intenzita deště mění s časem, odpovídá změně vzorců eroze kráterů mezi Noachianem (před 4, 1 až 3, 7 miliardami roky) a Hesperiánem (3, 7 až 3, 3 miliardy) na Marsu., s menší erozí během Noachian a více během Hesperian. Ale mnoho dalších procesů narušilo krátery na Marsu, zejména vulkanismus: Studie z roku 2012 Goudge zjistila, že vulkanismus obnovil více než 40% vyšetřovaných povodí jezer a vulkanismus byl zvláště aktivní v období Hesperian.

Přestože bychom měli mít souvislost s erozí se zrnem soli (nebo možná kapkou slané vody), studie o srážkách je nádhernou hrůzou skrze potenciální minulost Marsu.

Reference:

Robert A. Craddock a Ralph D. Lorenz. „Měnící se povaha srážek během rané historie Marsu.“ Icarus . 1. září 2017.

Timothy A. Goudge a kol. „Analýza ložisek jezer na otevřeném povodí na Marsu: Důkazy o povaze sdružených lavinových ložisek a pozměňovacích procesů po Lacustrinu.“ Icarus . Květen 2012.


Prozkoumejte Rudou planetu na vlastní oči pomocí planet Marsu Sky & Telescope .