Если наступит такой день, когда Земле будет нанесен непоправимый вред и нам придется переселяться на другую планету, то лучшим кандидатом на данный момент (по крайней мере в рамках Солнечной системы) является, конечно же, Марс. Но перед тем, как туда переселиться, нам, скорее всего, придется терраформировать эту планету. Но каким образом мы это сделаем? Без шуток: одним из предлагаемых вариантов является бомбардировка полюсов Красной планеты ядерными зарядами. Взрывы растопят миллиарды тонн содержащегося на полюсах планеты замороженного углекислого газа и запустят процесс парникового эффекта.
И все же переселяться в межпланетный Чернобыль необязательно. Есть более гуманный и безопасный способ разогреть Марс до пригодных для жилья температур — искусственное облакообразование.
Сегодня Марс представляет собой замерзшую пустыню, однако в прошлом эта планета была гораздо теплее. Как именно Красная планета могла сохранять землеподобный климат 3,8 миллиарда лет назад, для ученых по-прежнему остается загадкой, однако доподлинно известно, что древний Марс получал на 35 процентов меньше солнечного света по сравнению с нынешним Марсом. Это, в свою очередь, является лишь 1/3 объема солнечного света, которым может наслаждаться нынешняя Земля. И тем не менее даже в этом случае Красная планета каким-то образом могла удерживать температуры выше уровня замерзания.
Согласно опубликованным в научном журнале Icarus результатам компьютерных моделей, поддерживать температуру на древней планете помогали высотные облака. Если эти модели верны, то у нас имеется шанс когда-то в будущем сделать Марс вновь обитаемым.
«Я думаю, большинство согласно в одном: объемов углекислого газа и водного пара было бы недостаточно для разогрева Марса до точки таяния льда», — говорит ведущий автор исследования Рамзес Рамирез.
«Для нужной температуры и возможности поддержки воды в жидкой форме на поверхности в атмосфере планеты должны были содержаться и другие газы или облака. А возможно, и оба этих фактора сразу».
В то время как большинство ученых предполагают, что воздух Марса 3,8 миллиарда лет назад мог содержать углекислый газ и частицы водяного пара, есть мнение, согласно которому в атмосфере также могли содержаться и другие газы, включая оксид серы, метан и водород, которые также несли важное значение для климата планеты. Однако модели, построенные только с учетом парниковых газов, не смогли объяснить стабильность теплого климата Марса в течение долгого времени. Поэтому возрастающее число астробиологов выдвигают альтернативные гипотезы и объяснения этой загадке.
Одно из таких объяснений связано с облаками.
«Облака поглощают и отражают солнечное излучение. В зависимости от их химических свойств и расположения в атмосфере, облака могут как помогать удерживать тепло на планете, так и снижать температуру на ее поверхности», — комментирует Рамирез.
На Земле низковысотные облака скорее помогают рассеивать солнечную радиацию обратно в космос, нежели поглощают тепло с поверхности, создавая охлаждающий эффект. Чаще всего именно высотные облака нагревают нижерасположенные, причем вплоть до 10 градусов Цельсия.
В 2013 году при поддержке аэрокосмического агентства NASA и с применением трехмерных климатических моделей было проведено исследование на предмет возможности наличия у Марса высотных водяных облаков в прошлом. Полученные результаты оказались многообещающими. Если в прошлом на Марс в места ледяных скоплений падали крупные астероиды, растапливая лед и превращая его в пар, то этого пара должно было быть достаточно для поддержания теплого климата на планете и воды в жидкой форме. Однако модели, к сожалению, не смогли показать, какой именно объем облаков был необходим для поддержания теплого климата.
Ледяные шапки на северных равнинах Марса
С этого момента Рамирез и продолжил исследование. Используя упрощенную климатическую модель, позволяющую вручную настроить такие показатели, как плотность облаков и размер частиц льда, Рамирез и его коллега Джеймс Кастинг выяснили, что одного слоя перистых облаков с 75-процентным охватом планеты было бы более чем достаточно для поддержания теплого климата.
Следует отметить, что этот объем облаков весьма велик. Для сравнения: около 50 процентов поверхности нашей планеты в любой момент покрыты облаками и только половина из этого объема приходится на высотные облака. Рамирез, тем не менее, считает, что мы не можем исключать возможность, что когда-то Красная планета была покрыта красивыми облаками, удерживающими тепло на ее поверхности.
«Сейчас наличие перистых облаков у Марса кажется нереальным, но в прошлом планета действительно могла их иметь. Вопрос, конечно, не решен, ведутся обсуждения, но пока все говорит именно в эту пользу», — комментирует Рамирез.
На самом деле, ответить на этот вопрос будет крайне сложно. Помочь могут более детальные геологические анализы марсианской поверхности. Если в руки ученых попадет кусок марсианской породы возрастом около 4 миллиардов лет, то решить загадку древней марсианской атмосферы, а, возможно, даже и древней жизни, будет гораздо проще.
«Нам нужны палеонтологи на Марсе», — говорит Рамирез.
Художественное представление Марса проходящего терраформинг
Конечно же, для тех, кому предстоит жить на Марсе, гораздо важнее будущее климата Марса, чем его прошлое. Может ли искусственное облакообразование стать нашей лучшей стратегией терраформинга этой планеты? Этот вопрос был адресован Крису МакКею, астробиологу NASA из исследовательского центра имения Эймса, занимающемуся вопросами терраформинга Марса еще с 1990-х годов.
«Очень интересное предложение с очень полезными последствиями для планеты в случае удачной реализации», — говорит МакКей.
Астробиолог из NASA отмечает, что предложенное Рамирезом объяснение того, как древний Марс мог «естественным образом» получить облака, могло бы являться отправной точкой в решении вопроса облакообразования у Марса будущего, но уже за счет использования современных технологий.
«Параметры облаков могут быть весьма специфичными, однако мы сможем контролировать процесс их образования, что в случае более раннего Марса было, конечно же, невозможным», — добавляет ученый.
В любом случае для создания достаточно плотной атмосферы Марса потребуется очень много воды. И, возможно, лучшим решением ее получить будет являться ядерная бомбардировка полюсов планеты. Однако при грамотном управлении облачным покрытием планеты нам, возможно, не потребуется слишком активно закидывать наш будущий дом ядерными зарядами.
«Для начала процесса высвобождения парниковых газов на полюсах планеты, возможно, придется использовать ядерные бомбы, что, в свою очередь, конечно же, повысит общий радиационный фон. Однако необходимый объем покрытия могут предоставить и перистые облака. В таком случае не придется использовать множество зарядов».
В конце концов (сильно) бомбить Марс ядерными ракетами, может быть, и не придется
Николай Хижняк
