Varme og støv hjælper med at sende Mars-vand ud i rummet, finder forskerne

Forskere, der bruger et instrument ombord på NASAs Mars Atmosphere og Volatile Evolution, eller MAVEN, rumfartøjer har opdaget, at vanddamp nær overfladen af ​​den røde planet er løftet højere op i atmosfæren, end nogen havde forventet var muligt. der, det ødelægges let af elektrisk ladede gaspartikler – eller ioner – og tabes til rummet.

Forskere sagde, at det fænomen, de afslørede, er et af flere, der har fået Mars til at miste det, der svarer til et globalt hav af vand op til hundredvis af fod (eller op til hundrede meter) dybt over milliarder af år. Rapportering om deres fund den 13. november i tidsskriftet Videnskab , forskere sagde, at Mars fortsætter med at miste vand i dag, da damp transporteres til store højder efter sublimering fra de frosne polarhætter i varmere årstider.

"Vi var alle overraskede over at finde vand så højt i atmosfæren, " sagde Shane W. Stone, en doktorgradsstuderende i planetarisk videnskab ved University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory i Tucson. "De målinger, vi brugte, kunne kun komme fra MAVEN, da den svæver gennem Mars atmosfære, højt over planetens overflade."

For at gøre deres opdagelse, Stone og hans kolleger stolede på data fra MAVENs neutrale gas- og ionmassespektrometer (NGIMS), som blev udviklet på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Massespektrometeret indånder luft og adskiller de ioner, der udgør den, ved deres masse, det er sådan, forskerne identificerer dem.

Stone og hans team sporede overfloden af ​​vandioner højt over Mars i mere end to Mars-år. Derved, de fastslog, at mængden af ​​vanddamp nær toppen af ​​atmosfæren ved omkring 93 miles, eller 150 kilometer, over overfladen er højest om sommeren på den sydlige halvkugle. I løbet af denne tid, planeten er tættest på solen, og dermed varmere, og støvstorme er mere tilbøjelige til at ske.

De varme sommertemperaturer og stærke vinde forbundet med støvstorme hjælper vanddamp til at nå de øverste dele af atmosfæren, hvor det nemt kan brydes til dets ilt og brint. Brinten og ilten slipper derefter ud i rummet. Tidligere, videnskabsmænd troede, at vanddamp var fanget tæt på Mars-overfladen, som det er på Jorden.

"Alt, der gør det op til den højere del af atmosfæren, er ødelagt, på Mars eller på Jorden, "Sten sagde, "fordi dette er den del af atmosfæren, der er udsat for Solens fulde kraft."

Forskerne målte 20 gange mere vand end normalt over to dage i juni 2018, da en alvorlig global støvstorm indhyllede Mars (den, der satte NASAs Opportunity-rover ud af drift). Stone og hans kolleger vurderede, at Mars mistede lige så meget vand på 45 dage under denne storm, som den typisk gør gennem et helt Mars-år, som varer to jordår.

"Vi har vist, at støvstorme afbryder vandkredsløbet på Mars og skubber vandmolekyler højere op i atmosfæren, hvor kemiske reaktioner kan frigive deres brintatomer, som så går tabt til rummet, " sagde Paul Mahaffy, direktør for Solar System Exploration Division hos NASA Goddard og hovedefterforsker af NGIMS.

Andre forskere har også fundet ud af, at Mars støvstorme kan løfte vanddamp langt over overfladen. Men ingen var før nu klar over, at vandet ville nå helt til toppen af ​​atmosfæren. Der er rigelige ioner i denne region af atmosfæren, der kan bryde vandmolekyler 10 gange hurtigere, end de ødelægges på lavere niveauer.

"Det unikke ved denne opdagelse er, at den giver os en ny vej, som vi ikke troede eksisterede for vand til at undslippe Mars-miljøet, " sagde Mehdi Benna, en Goddard planetarisk videnskabsmand og medforsker af MAVENs NGIMS-instrument. "Det vil fundamentalt ændre vores vurderinger af, hvor hurtigt vand slipper ud i dag, og hvor hurtigt det undslap tidligere."