Selon une nouvelle étude. Les résultats peuvent aider à résoudre le mystère de la façon dont Mars, qui contenait autrefois les lacs, les rivières et éventuellement océansa perdu son eau.
Les déserts secs et remplis de poussière couvrent une grande partie de la surface de Mars aujourd’hui. Les astronomes pensent que la plupart de la planète de la planète eau Les réserves sont congelées dans la saleté de surface à grain fin, avec une glace supérieure à la surface confinée aux régions polaires.
Mais le Planète rouge n’a pas toujours été aussi sec. Profondées, lits de lac et vallées photographié par les premières missions de la NASA comme le Projet Viking Suggérez que depuis la naissance de Mars, la surface de la planète a été périodiquement inondé par des milliards de gallons d’eau liquide. En fait, les scientifiques planétaires ont calculé que le volume d’eau qui a sculpté ces caractéristiques géologiques s’élevait à une couche d’au moins 300 pieds (100 mètres) d’épaisseur sur toute la surface de la planète.
Une hypothèse pour l’endroit où l’eau est allée est qu’une grande partie était « bouillie ». Dans un e-mail conjoint à la science en direct, Gabriella Gilli et Francisco González-Galindoles astronomes de l’Astrophysics Institute of Andalousie en Espagne et les premier et deuxième auteurs de la nouvelle étude, respectivement, ont expliqué ce processus.
La vapeur d’eau dans l’atmosphère martienne – lancée haut par des tempêtes de poussière puissantes – se serait séparé en hydrogène atomique et en oxygène en raison du puissant rayonnement ultraviolet du soleil. Une fraction de cet hydrogène atmosphérique léger aurait été suffisamment énergique pour s’échapper dans l’espace.
« Étant donné que, finalement, l’hydrogène dans l’atmosphère de Mars provient de l’eau, l’évasion des atomes d’hydrogène implique la perte de molécules d’eau », a déclaré Gilli et González-Galindo.
Mesures de la NASA Mars Amosphère et mission d’émission volatile Suggérez qu’à l’heure actuelle, environ 100 billions de billions d’atomes d’hydrogène quittent l’atmosphère de Mars chaque seconde. Mais les estimations – en utilisant ce taux d’évasion actuel – de l’eau totale, Mars a perdu au cours de sa durée de vie de 4 milliards d’années ne sont, au mieux, que seulement un quart du montant calculé pour avoir sculpté les différentes caractéristiques géologiques. En d’autres termes, la plupart de la perte d’eau historique de Mars ne peut pas être expliquée par ce seul mécanisme.
Pour résoudre cet écart, les auteurs de la nouvelle étude ont proposé une idée différente: que Mars a perdu beaucoup plus d’eau lorsque son axe de rotation était extrêmement incliné dans le passé. Aujourd’hui, l’inclinaison ou l’obliquité de Mars est de 25,2 degrés par rapport à son plan orbital autour du soleil, similaire à 23,5 degrés de la Terre. Cependant, l’inclinaison de la planète rouge n’est pas restée stable au cours des derniers millions d’années.
« La raison principale est que Mars, contrairement à la terre, n’a pas de satellite massif (la lune), qui joue un rôle majeur dans la stabilisation des variations orbitales de la planète », a déclaré Gilli et González-Galindo. En conséquence, Mars a girant sauvagement entre 0 degrés et 66 degrés massifs, en moyenne de 35 degrés.
Les chercheurs ont émis l’hypothèse qu’en tant que Mars incliné, son pôle Nord a reçu plus de soleil, ce qui aurait probablement fait fondre plus de glace et augmenté la quantité de vapeur atmosphérique qui pourrait s’échapper. Daniel Loun chercheur postdoctoral à l’Université du Michigan qui n’a pas été impliqué dans l’étude, a convenu avec ce raisonnement, disant à la science en direct par e-mail que « pendant les intervalles d’une inclinaison axiale accrue pour Mars, les températures mondiales ont réellement augmenté et une partie de la glace d’eau (à travers la planète) sublimerait la vapeur d’eau ».
Pour tester leur hypothèse, les auteurs de la nouvelle étude se sont tournés vers une simulation de calcul appelée le Modèle climatique planétaire de Mars« Parmi les meilleurs que nous ayons actuellement pour l’atmosphère martienne », a déclaré Lo. L’équipe a pratiquement changé l’inclinaison de la planète à 30 degrés et 35 degrés, et a suivi la quantité d’hydrogène perdue au cours d’une année martienne. Ils ont également évalué l’impact des tempêtes de poussière à l’aide de données réelles.
Les analyses ont révélé que de telles tempêtes augmentaient les pertes d’hydrogène jusqu’à 50%, selon la force de la tempête. Mais la véritable révélation des yeux est venue avec les résultats de l’obliquité: à une inclinaison à 35 degrés, une moyenne de 19 atomes d’hydrogène supplémentaires (par rapport aux valeurs actuels) s’est échappé à chaque seconde de l’atmosphère de Mars. Cela correspond à une perte annuelle martienne d’un milliard d’atomes d’hydrogène supplémentaires par rapport aux pertes d’hydrogène d’aujourd’hui. Gilli et González-Galindo ont noté que cela se traduirait par Mars ayant l’équivalent d’une couche globale mondiale de 260 pieds d’épaisseur (80 m) au cours de sa durée de vie – près de l’estimation géologique la plus basse pour sa teneur en eau.
Les résultats, publiés le 21 mai dans la revue Astronomie naturellea montré que les changements dans l’inclinaison de la planète ont considérablement augmenté la quantité d’hydrogène – et donc de l’eau – qui a été perdue.
« Cela suggère que l’évasion thermique atmosphérique a joué un rôle plus important que la pensée dans le séchage de la planète », a déclaré Gilli et González-Galindo. Cependant, ils ont noté que des facteurs tels que la composition de la poussière de la planète différaient probablement des valeurs actuelles et peuvent également avoir influencé la perte d’eau.
