Ключевой параметр, используемый для оценки количества атмосферных газов, потерянных Красной планетой в космос, может изменять свое значение в зависимости от времени суток и температуры на поверхности Марса, согласно новому исследованию. Предыдущие измерения этого параметра – соотношения между различными изотопами кислорода – выполненные при помощи различных научных миссий, демонстрировали значительный разброс. Точное измерение этого соотношения имеет большое значение для оценки массы древней марсианской атмосферы, которая с течением времени была потеряна в космос. Оценка толщины исходной атмосферы Марса, в свою очередь, позволяет оценить возможность существования в древнем на поверхности планеты условий для жизни.

Один из методов оценки толщины исходной марсианской атмосферы основан на измерении соотношения между различными изотопами кислорода. Кислород в атмосфере Марса, так же как и в атмосфере Земли, представлен в основном двумя изотопами: кислородом-16 и кислородом-18. При потере атмосферы планеты в космос она обедняется легкими изотопами, поэтому соотношение 18O/16O возрастает. Чем массивнее была исходная атмосфера, тем больше будет величина данного соотношения после потери атмосферы в окружающее космическое пространство.

Однако проблема с этим изотопным соотношением состояла в большом разбросе его значений, измеренных при помощи нескольких различных миссий. В новом исследовании астрономы во главе с Тимоти Ливенгудом (Timothy Livengood) из Мэрилендского университета, США, смогли установить причину наблюдаемого чрезмерно высокого разброса значений, установив зависимость величины соотношения 18O/16O от времени суток и температуры марсианской поверхности. Согласно работе, соотношение между этими изотопами в атмосфере Красной планеты в течение суток значительно меняется. Так, в марсианский полдень относительное содержание изотопа 18O в атмосфере снижается до минимального значения, что, очевидно, связано с ростом температуры и, как следствие, с термической десорбцией абсорбированных на поверхности атомов кислорода-18 в это время марсианских суток. Ближе к ночи, напротив, атмосфера Красной планеты по аналогичному механизму обогащается тяжелыми изотопами, указывают ученые в своей работе. Установление зависимости изменений соотношения 18O/16O в течение суток, выполненное в этой работе, позволяет определить среднее суточное значение данного соотношения и использовать именно эту величину для расчетов толщины исходной марсианской атмосферы, пояснили Ливенгуд и его коллеги.