Ключовий параметр, який використовується для оцінки кількості атмосферних газів, втрачених Червоною планетою в космос, може змінювати своє значення в залежності від часу доби і температури на поверхні Марса, згідно з новим дослідженням. Попередні вимірювання цього параметра – співвідношення між різними ізотопами кисню – виконані за допомогою різних наукових місій, демонстрували значний розкид. Точне вимірювання цього співвідношення має велике значення для оцінки маси стародавньої марсіанської атмосфери, яка з часом була втрачена в космос. Оцінка товщини вихідної атмосфери Марса, в свою чергу, дозволяє оцінити можливість існування в стародавній період на поверхні планети умов для життя.
Один з методів оцінки товщини вихідної марсіанської атмосфери заснований на вимірі співвідношення між різними ізотопами кисню. Кисень в атмосфері Марса, так само як і в атмосфері Землі, представлений в основному двома ізотопами: киснем-16 і киснем-18. При втраті атмосфери планети у космос вона збіднюється легкими ізотопами, тому співвідношення 18O/16O зростає. Чим масивніше була вихідна атмосфера, тим більше буде величина цього співвідношення після втрати атмосфери в навколишній космічний простір.
Однак проблема з цим ізотопним співвідношенням полягала у великому розкиді його значень, виміряних за допомогою декількох різних місій. У новому дослідженні астрономи на чолі з Тімоті Лівенгудом (Timothy Livengood) з Мерилендського університету, США, змогли встановити причину спостережуваного надмірно високого розкиду значень, встановивши залежність величини співвідношення 18O/16O від часу доби і температури марсіанської поверхні.
Згідно з роботою, співвідношення між цими ізотопами в атмосфері Червоної планети протягом доби значно змінюється. Так, в марсіанський опівдні відносний вміст ізотопу 18O в атмосфері знижується до мінімального значення, що, очевидно, пов’язано зі зростанням температури та, як наслідок, з термічною десорбцією абсорбованих на поверхні атомів кисню-18 в цей час марсіанських діб. Ближче до ночі, навпаки, атмосфера Червоної планети за аналогічним механізмом збагачується важкими ізотопами, вказують вчені у своїй роботі.
Встановлення залежності змін співвідношення 18O/16O протягом доби, виконане в цій роботі, дозволяє визначити середнє добове значення даного співвідношення і використовувати саме цю величину для розрахунків товщини вихідної марсіанської атмосфери, пояснили Лівенгуд і його колеги.