Материалы портала «Научная Россия»

Ученые ищут на Марсе объяснение парадоксу слабого молодого солнца

Ученые ищут на Марсе объяснение парадоксу слабого молодого солнца
Полосы на марсианских породах могут помочь разрешить парадокс слабого молодого солнца, - пишет sciencemag.org.

Полосы на марсианском камне могут помочь решить парадокс слабого молодого солнца, - пишет sciencemag.org.

4,5 миллиарда лет назад солнечная система была холодным местом. Физики считают, что молодое солнце выделяло на 15-25% меньше энергии, чем сегодня, - этого достаточно, чтобы океаны Земли замерзли, а Марс стал еще холоднее. Тем не менее исследования древних пород показывают, что вода текла по обеим планетам, а климат был влажным и теплым – это и создает парадокс слабого молодого солнца.

В течение многих лет специалисты моделирования климата объясняли парадокс парниковым эффектом, вызванным очень высоким содержанием вулканических газов в атмосфере. Кроме этого объяснения недавно появилось и другой, что в ранние времена существования нашей вселенной была повышена частота корональных выбросов массы солнца (известно, что солнце сбросило около 5% массы, чтобы достичь нынешнего веса). Эти вспышки сопровождались выделением тепла и энергии, а также способствовали уменьшению облачности атмосферы, и, возможно, поэтому поверхность Земли получала большее количество солнечных лучей. Но перед учеными стоял вопрос, действительно ли солнце было на 5% тяжелее и действительно ли корональные выбросы массы происходили достаточно часто.

Теперь астрономы заявили, что они придумали потенциальный «отпечаток» древней массы солнца – отметки климатических циклов, сохранившиеся в полосах марсианских пород. Чтобы найти этот маркер, Кристофер Спалдинг из Йельского университета, геобиолог Вудворд Фишер из Калифорнийского технологического института в Пасадене и астроном Грегори Лафлин из Йельского университета начали с изучения орбитальных изменений, которые есть как на Земле, так и на Марсе. Поскольку планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца, их собственная гравитация изменяет орбиты друг друга.

Одно из многих таких взаимодействий заставляет орбиты Земли и Марса колебаться между более круговой траекторией и более эллиптической. Эта закономерность связана с циклами, определяющими наступление ледникового периода на Земле, которые стабильно повторяются каждые 405 000 лет.

Команда Спалдинга предлагает, чтобы по мере того, как изменение орбит Земли и Марса приближало и отдаляло планеты от Солнца, климат на Земле и Марсе менялся, оставляя циклические полосы в осадочных породах, подобно слоистым полосам на стенах скандинавских фьордов. Когда орбиты ранних планет приближали их к Солнцу, например, влажные районы получали больше тепла, больше осадков или снега и, следовательно, случалось больше эрозии. И слои осадка в это время были относительно толще, чем в более холодные периоды цикла.

Это означает, что слой осадка может использоваться для отслеживания массы солнца. Если бы несколько миллиардов лет назад солнце было на 5% тяжелее, оно бы сильнее притягивало планеты, увеличив частоту цикла на 5%, то есть ледниковый период случался бы каждые 386 000 лет.

Земля, в отличие от Марса, плохо сохраняет древние скалы из-за тектоники плит. Спалдинг предлагает, чтобы будущий марсоход, вооруженный необходимым оборудованием, мог бы выполнить этот трюк. «Это придется выполнять как побочный проект, - говорит он, - потому что каждый хочет найти жизнь больше, чем 400 000-летнюю группу осадков».

В 2006 году другая команда заложила основу гипотезы Спалдинга, указав на линейную связь между массой Солнца и большим числом межпланетных орбитальных циклов. Но они остановились на этом этапе, потому что чувствовали, что «климатическая запись или геологическая запись не имеют достаточного разрешения», - говорит Рену Малхотра, планетарный ученый из Университета Аризоны в Тусоне, которая возглавила предыдущее исследование. И у нее есть подобные оговорки и в отношении подхода Сполдинга.

Между тем, Дон Самнер - геобиолог из Калифорнийского университета в Дэвисе и член команды марсохода Curiosity NASA уверена, что современные марсоходы смогут сделать как минимум часть работы, которую предложила команда Спалдинга. Curiosity уже измерило толщину осадочных слоев на открытых склонах, а выбранная для посадки ровера в 2020 году площадка, видимо, имеет крутые скалы, которые могут выявить похожие полосы. «Если мы найдем подходящее место, то люди сделают это», - говорит она.

Но Самнер менее оптимистична в отношении знакомства с различными слоями, что важно для того, чтобы выявить мельчайшие изменения в орбитальных циклах. На Земле, по ее словам, такая точность датирования требует огромного пласта полевых работ, чтобы найти лучшие образцы и доставить их в лабораторию. Что касается работ такого рода на Марсе, роверу будет сложно выполнить их на месте. Поэтому Самнер считает, что в течение нескольких следующих десятилетий проверить гипотезу на Марсе будет невозможно.  

[Фото: sciencemag.org]

Источник: www.sciencemag.org

земля корональные выбросы массы ледниковый период марс масса солнца орбиты слабое молодое солнце

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.