Дождей на Марсе нет уже давно, но когда-то они там шли. Исследователи из Смитсоновского института и Университета Джона Хопкинса задались целью рассчитать, на что они были похожи миллиарды лет назад.
По расчетам геологов Роберта Крэддока (Robert Craddock) и Ральфа Лоренца (Ralph Lorenz), марсианские ливни далекого прошлого менялись по мере изменения самой планеты и ее атмосферы. Первоначально, вскоре после формирования Марса, атмосферное давление у его поверхности, видимо, превышало даже нынешнее земное примерно в четыре раза. В том марсианском воздухе не могли образоваться дождевые капли крупнее 3 мм в диаметре, выпадение которых на поверхность не могло оставить заметных следов.
Ситуация стала меняться, когда атмосфера Марса начала терять первоначальную плотность. Чтобы рассчитать скорость изменений, исследователи прибегли к земным методикам, применяемым на планете, где эрозионный эффект дождя оказывает существенное влияние на сельское хозяйство и экономику.
«Многие анализировали характер осадков на Земле, но никто не думал применять физику для понимания ранней марсианской атмосферы», – сказал д-р Крэддок из Смитсоновского института.
«Используя основные физические принципы для понимания связи между параметрами атмосферы, размером дождевой капли и интенсивностью осадков, мы показали, что на Марсе должны были формироваться довольно крупные капли дождя, которые оказывали радикальное воздействие на поверхность планеты», – комментирует доктор Лоренц из Университета Джона Хопкинса, который также изучал метановые ливни на Титане – единственном, кроме Земли, месте Солнечной системы, где сегодня идут дожди.
По мере уменьшения атмосферного давления размер дождевых капель увеличивался. Дождь стал «тяжелее», его капли глубже врезались в грунт, изменяя рельеф и формируя русла. Когда атмосферное давление составляло 1.5 бар, следы дождя на поверхности были уже вполне заметны, а когда оно упало ниже земного уровня, средний диаметр дождевых капель должен был составить около 7,3 мм, т. е. на миллиметр больше, чем сейчас на Земле.
«Конечно, всегда будут какие-то неизвестные, например, как высоко поднимались грозовые облака в атмосфере Марса, но мы постарались адаптировать для расчетов земные данные, – добавляет д-р Крэддок. – Маловероятно, что осадки на раннем Марсе существенно отличались от описанных нами».