Iskolde skyer kunne have holdt den tidlige Mars varm nok til floder og søer, undersøgelse finder

Et af de store mysterier inden for moderne rumvidenskab er pænt opsummeret af udsigten fra NASA's Perseverance, som lige er landet på Mars:I dag er det en ørkenplanet, og alligevel sidder roveren lige ved siden af ​​et gammelt floddelta.

Den tilsyneladende modsætning har undret videnskabsmænd i årtier, især fordi på samme tid som Mars havde strømmende floder, det fik mindre end en tredjedel så meget solskin, som vi nyder i dag på Jorden.

Men en ny undersøgelse ledet af University of Chicago planetforsker Kite, en assisterende professor i geofysiske videnskaber og en ekspert i klimaer i andre verdener, bruger en computermodel til at fremsætte en lovende forklaring:Mars kunne have haft et tyndt lag af is, høje skyer, der forårsagede en drivhuseffekt.

"Der har været en pinlig afbrydelse mellem vores beviser, og vores evne til at forklare det i form af fysik og kemi, " sagde Kite. "Denne hypotese går langt hen imod at lukke det hul."

Af de mange forklaringer, videnskabsmænd tidligere havde fremsat, ingen har nogensinde fungeret helt. For eksempel, nogle antydede, at en kollision fra en enorm asteroide kunne have frigivet nok kinetisk energi til at opvarme planeten. Men andre beregninger viste, at denne effekt kun ville vare i et år eller to - og sporene fra gamle floder og søer viser, at opvarmningen sandsynligvis fortsatte i mindst hundreder af år.

Kite og hans kolleger ønskede at gense en alternativ forklaring:Skyer i høj højde, som cirrus på jorden. Selv en lille mængde skyer i atmosfæren kan hæve en planets temperatur markant, en drivhuseffekt svarende til kuldioxid i atmosfæren.

Ideen blev først foreslået i 2013, men det var stort set blevet afsat pga. Kite sagde, "Det blev hævdet, at det kun ville fungere, hvis skyerne havde usandsynlige egenskaber." For eksempel, modellerne antydede, at vand ville blive nødt til at blive hængende længe i atmosfæren - meget længere end det typisk gør på Jorden - så hele udsigten virkede usandsynlig.

Ved at bruge en 3D-model af hele planetens atmosfære, Kite og hans team gik på arbejde. Den manglende brik, de fandt, var mængden af ​​is på jorden. Hvis der var is, der dækkede store dele af Mars, der ville skabe overfladefugtighed, der favoriserer skyer i lav højde, som ikke menes at opvarme planeter ret meget (eller endda kan afkøle dem, fordi skyer reflekterer sollys væk fra planeten.)

Men hvis der kun er pletter af is, såsom ved polerne og på toppen af ​​bjerge, luften på jorden bliver meget tørrere. Disse forhold favoriserer et højt lag af skyer - skyer, der har tendens til at opvarme planeter lettere.

Modellens resultater viste, at videnskabsmænd muligvis er nødt til at kassere nogle afgørende antagelser baseret på vores egen særlige planet.

"I modellen, disse skyer opfører sig på en meget ujordisk måde, " sagde Kite. "At bygge modeller på jordbaseret intuition vil bare ikke fungere, fordi dette slet ikke ligner Jordens vandkredsløb, som flytter vand hurtigt mellem atmosfæren og overfladen."

Her på jorden, hvor vand dækker næsten tre fjerdedele af overfladen, vand bevæger sig hurtigt og ujævnt mellem hav og atmosfære og land – bevæger sig i hvirvler og hvirvler, hvilket betyder, at nogle steder er for det meste tørre (Sahara) og andre er gennemvåde (Amazonas). I modsætning, selv på toppen af ​​dens beboelighed, Mars havde meget mindre vand på sin overflade. Når vanddamp vinder op i atmosfæren, i Kites model, det bliver hængende.

"Vores model antyder, at når vandet flyttede ind i den tidlige Mars atmosfære, det ville blive der i ret lang tid - tættere på et år - og det skaber betingelserne for langlivede højhøjdeskyer, " sagde Kite.

NASAs nyligt landede Perseverance rover burde være i stand til at teste denne idé på flere måder, også, ved at analysere småsten for at rekonstruere tidligere atmosfærisk tryk på Mars.

At forstå hele historien om, hvordan Mars fik og mistede sin varme og atmosfære, kan hjælpe med at informere søgen efter andre beboelige verdener, sagde forskerne.

"Mars er vigtig, fordi det er den eneste planet, vi kender til, der havde evnen til at understøtte liv - og så mistede det, " sagde Kite. "Jordens langsigtede klimastabilitet er bemærkelsesværdig. Vi ønsker at forstå alle de måder, hvorpå en planets langsigtede klimastabilitet kan nedbrydes - og alle de måder (ikke kun Jordens måde) den kan opretholdes på. Denne søgen definerer det nye felt af sammenlignende planetarisk beboelighed."