Поверхность Марса — полна активности с пыльными бурями которые находятся в постоянном движении. Ученые подозревают, что подобная обильная активность может существовать под поверхностью, даже если ее никогда не видели.
Теперь в новом исследовании ученые обнаружили, что атмосфера низкого давления Марса и пористая почва обеспечивают прекрасные условия для всей поверхности планеты в качестве гигантского газового насоса, быстро циркулируя газ и пыль на несколько сантиметров выше и ниже почвы.
«Идея того, что марсианская почва действует как планетарный газовый насос, действительно удивила нас», — сказала de Beule. » Мы нашли этот эффект случайно, когда изучали извержения светоиндуцированной пыли в условиях микрогравитации. Так как мы увидели, что эродированные частицы двигаются вниз по поверхности снова без тепловой конвекции, то мы пришли к выводу, что должен быть поток газа в и (что еще более важно) сквозь почву.
» Так, самым большим значением нашей работы является обнаружение потока газа, который есть не только наверху марсианской почвы, но и в ней. До сих пор только диффузия была рассмотрена в качестве транспортного механизма, например, пары воды через почву и, следовательно, как взаимодействие между реголитом и атмосферой. Теперь мы показали, что существует направленный транспортный механизм, который является еще более эффективным, и который приводит к газовым потокам и может, например, «тащить» пары воды вместе с ними» .
Все это стало возможным благодаря низкому давлению поверхности Марса. Хотя Марс и Земля имеют много общего. Одной отличительной особенностью Марса есть то, что он имеет поверхность с очень низким давлением, в среднем 6 мбар , что меньше, чем на 1% от давления поверхности на Земле. Атмосфера на Марсе состоит в основном из диоксида углерода и давление поверхности означает, что молекулы двуокиси углерода имеют длину свободного пробега (то есть, среднее расстояние между последовательными столкновениями друг с другом) 10 мкм .
Ученые считают, что термическая ползучесть может сыграть важную роль в транспортировке газа и пыли на Марсе. При таком сценарии Солнце будет нагревать верхние слои почвы везде, кроме затенений. В этих затененных местах молекулы газа будут всасываться в поры в почве. Затем молекулы газа будут проходить через поры под землей и будут выкачаны и прорваны из нагретой части поверхности.
Чтобы проверить возможность тепловой ползучести, происходящей в условиях, аналогичных на Марсе, исследователи провели эксперименты, которые предполагали сброс образца базальтовой пыли с верхушки башни в Бремене (Германия). Пыль была в вакуумной камере с давлением воздуха в 4 мбар, и ее падение с башни значительно снижает силу тяжести для того, чтобы имитировать условия на Марсе.
В то время как образец пыли падает, крышка — открыта, и пыль освещается и нагревается красным лазером. Лазер вызывает температурный градиент, который «качает» частицы пыли вверх со скоростью около 10 см / сек , а затем частицы пыли двигаются вниз со скоростью 1 см / с. Траектории, которые ученые наблюдали в этих экспериментах, похожи на смоделированные траектории потока газа. Однако, как ученые подсчитали, средняя скорость частиц на Марсе будет ниже — около 1,6 см / сек ( из-за меньшего градиента температуры, чем в экспериментах).
» В связи с тем, что Марс, возможно, был пригоден для жизни несколько миллиардов лет назад, нынешний годовой цикл водяного пара отражает современное и прошлое поведение воды, и поэтому является ключевым относительно возможных условий для прошлой жизни на Марсе».
Исследователи добавили, что есть много других интересных аспектов этих результатов, которые они планируют продолжить изучать в будущем.
