Может ли жидкая вода существовать на Марсе?

Может ли на Марсе существовать жидкая вода вне особой ремесленной среды? Не какое-то время в далеком прошлом, но в течение последних нескольких лет. Атмосфера Марса слишком тонка, чтобы вода существовала, верно?

Возможно, если бы вода была смешана с солями или другими минералами, ее точка сублимации могла бы быть достаточно изменена, чтобы существовать? Марс может прогреваться в летние дни, примерно до 20 градусов по Цельсию на экваторе. Возможно, в определенных областях и периодах времени мы можем получить вид жидкой воды?

Извините за спекулятивный характер этого вопроса, но после того, как НАСА заговорило о возможности использования жидкой воды, мне стало интересно, возможно ли это.

Жидкая вода в принципе может существовать во многих местах современного Марса, но в этой истории есть несколько интересных моментов.

1. При низкой высоте атмосферное давление достаточно высокое. Тройное давление H2O составляет 611 Паскаль, что соответствует примерно средней высоте. На низких высотах, таких как северные низменности, атмосферное давление будет превышать трехточечное давление, поэтому жидкая фаза H2O становится возможной.

2. Будет существенное «сублимационное охлаждение» или испарительное охлаждение. Когда парциальное давление Н2О почти равно общему давлению, пар быстро выходит в атмосферу, что отнимает много энергии. Если вы поместите кубик льда на экваторе Марса, он не растает, потому что сублимационное охлаждение больше, чем поступающая солнечная энергия, даже в полдень.

3. Однако, если этот кубик льда покрыт тонким слоем пыли или содержит пыль, которая будет скапливаться сверху при сублимации льда, потеря пара будет уменьшена. В этом случае лед может таять, образуя жидкую воду.

4. Это оставляет вопрос о том, как кубик льда попал туда изначально. Я называю это «проблемой источника». Места на Марсе, которые становятся горячими, уже потеряли весь свой лед, а места на Марсе, на которых есть лед, не становятся достаточно теплыми. Таким образом, получить жидкую воду на Марсе сложно, но в принципе это возможно.

5. С солями, которые понижают температуру плавления, все становится намного проще, хотя необходимы запасы льда / мороза и соли. Когда вода с солью испаряется, концентрация соли увеличивается, поэтому раствор движется к эвтектической точке, где подавление температуры плавления является наиболее сильным.

Если бы вы спросили пару месяцев назад, ответ был бы «вероятно, да», теперь это больше «возможно».

Чистая вода не могла существовать в марсианской среде. Давление слишком низкое, поэтому вода превратится в водяной пар.

Да, если вы производите сверхконцентрированный рассол, он может некоторое время оставаться в жидкой форме в некоторых марсианских средах. Было показано, что растворы перхлоратов удерживают жидкости от замерзания даже в холодных условиях минус 70 градусов по Цельсию. Это считалось причиной повторяющихся наклонных линий (то есть линий, которые неоднократно появляются на склонах вокруг экватора). Реальная модель того, как вода (или рассол) могла туда попасть, была сложной.

Дальнейшее моделирование в этом году позволяет предположить, что характерными чертами являются «гранулированные потоки», т.е. песок, а не вода Они не существуют на пологих склонах. Вода будет течь вниз по любому склону, но песок должен иметь крутой склон, чтобы течь. Поскольку линии появляются только на более крутых склонах, они больше похожи на потоки песка, а не воды.

Однако, вода вовлечена, поскольку гидратированные соли были обнаружены на склонах с линиями. Не существует четкого механизма, заставляющего песок скользить на некоторых склонах, а на других нет.

Проблемы не только с жидкостью, но и с атмосферным давлением.

На Земле вода кипит при ~ 96 ° C, потому что атмосферное давление составляет около 1 бара. Если вы понизите давление, температура кипения воды также будет ниже.

На Марсе атмосферное давление колеблется от 30 Па на Олимпе (самая высокая гора) до 1,155 Па в глубинах Эллады Планция.

Если вы посмотрите на эту диаграмму давления пара, то увидите, что 1,155 Па (0,001155 кПа) недостаточно для давления жидкой воды, когда тает лед на Марсе. Это мгновенно превратилось бы в газ.

Кроме того, вы можете посмотреть на тройную точку воды и диаграмму на этом сайте, и вы увидите, когда вода станет твердым веществом, жидкостью или газом.