Согласно одной из гипотез образования солнечной системы (Wetherill G.W. Annu. Rev. Earth Planet. Sci. v. 18, 205, 1990), Марс и Венера образовались с таким же количеством воды, как и Земля. В дальнейшем вода либо замерзла и частично улетучилась (Марс), либо была утеряна в результате катастрофического парникового эффекта (Венера).
Земля сохранила свои запасы воды благодаря удачному расположению.Есть другие теории, например, что образование первичной атмосферы связано с расстоянием от Солнца. Так, Меркурий образовался только из твердых минералов, на Венере сосредоточилось больше углерода, а вода удержалась лишь на Земле и Марсе.
На основе экспериментов и современных расчетов показано также, что, например, крупные ударные взаимодействия приводят не к потере атмосферы, а, наоборот, к ее обогащению. Поэтому вода могла быть привнесена кометами на ранних стадиях формирования в количестве на два порядка больше современных океанов. Единого объяснения того, как сформировались и эволюционировали атмосферы планет земной группы, пока нет. Скорее всего, на разных стадиях были задействованы различные факторы.
Панорама. "Спирит".
Атмосферы Марса и Венеры состоят преимущественно из СО2, тогда как на Земле этот газ практически полностью связан в коре в виде карбонатов. По косвенным свидетельствам наличия в прошлом жидкой воды на Марсе получены оценки глубины исходного океана – от 0,5 до 1 км.
Значительный прорыв в исследованиях Марса состоялся в результате проекта «Викинг» (1976 г.). Рекордным было время жизни аппаратов, например, «Викинг Лендер-1» работал на поверхности Марса более шести лет. Более двух марсианских лет охвачено наблюдениями. Была сформирована картина современного климата Марса. В СССР важным стал проект «Фобос». Хотя посадка на Фобос не удалась, за два месяца 1989 г. орбитальный аппарат «Фобос-2» сделал больше, чем все прежние советские миссии. В 1996 году «Марс Глобал Сюрвейер» с помощью лазерного альтиметра определил фигуру планеты с высокой точностью и ее глобальную асимметрию (южное полушарие выше северного), установил остаточную намагниченность марсианской коры. В 2001 году «Марс Одиссей» обнаружил воду в верхнем слое грунта (1-3 м). Жидкая вода на Марсе неустойчива, давление и температура не далеки от тройной точки и возможно образование потоков воды с малым временем жизни. На месте посадки «Пасфайндер» (1997 г.) найдены свидетельства активности текущей воды. Марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити» обнаружили минералы (гематит), для формирования которых необходима жидкая вода.
Миссия «Марс-Экспресс» (начало – январь 2004 г.) позволила установить, что, несмотря на большое разнообразие минерального состава, карбонаты не обнаружены. Таким образом, не подтверждается наличие существенных запасов СО2 на Марсе.
Обнаружение воды в виде вечной мерзлоты.
После долгих бесплодных попыток метан в атмосфере Марса все же был обнаружен практически одновременно тремя независимыми группами исследователей. Измерения дают разное содержание метана в разных областях Марса. Содержание СН4 мало, но так как метан в атмосфере непрерывно разрушается в результате фотодиссоциации, необходимо предположить существование источника метана интенсивностью примерно 300 тонн в год. Такой источник трудно объяснить остаточным вулканизмом, геотермальной активностью, и т. п., так как не обнаружена ни одна подобная «горячая точка». Метан кометного или метеоритного происхождения может дать только от 2 до 4% необходимого потока. Источником могли бы служить бактерии-метаногены, подобные обнаруженным в глубоких подземных экосистемах Земли. На Марсе их существование возможно на нижней границе криосферы (более 2 км).
В самом деле, была ли однократная или повторяющаяся несколько раз «эпоха теплого Марса»? При обилии воды в приповерхностных слоях Марса должны были образоваться карбонаты. Почему они до сих пор не обнаружены? Измерения «Марс-Экспресса» не подтверждают наличия постоянных озер и океанов на поверхности Марса позднее 3 млрд. лет. Похоже, Марс потерял атмосферу на раннем этапе, а парниковый эффект если и работал, то короткое время. Открытие метана – сенсационно. Оно указывает или на наличие живых организмов или на необнаруженную вулканическую деятельность.
Марс - какой он мог бы быть!
