Коли ми дивимося на фотографії Марса — червоної, холодної й сухої планети — важко уявити, що колись він міг нагадувати Землю: з водою та, можливо, навіть з умовами для життя. Проте що ж сталося?
Приблизно три-чотири мільярди років тому атмосфера Марса почала зникати. Втрата щільної газової оболонки означала, що вода на поверхні перестала утримуватися — рідина випаровувалася, а крижана шапка й підлідні шари не могли повністю компенсувати цю втрату. Планета поступово перетворювалася на холодний, сухий і безжиттєвий світ.
Значний прорив у розумінні історії марсіанської атмосфери здійснив орбітальний апарат MAVEN, запущений Національним управлінням з аеронавтики та дослідження космічного простору США (NASA). Він дослідив верхні шари атмосфери Червоної планети і виявив, що частинки газу постійно виводяться в космос. Ці дані дають чітке розуміння: витік атмосфери спричинений не раптовим катаклізмом, а постійним, повільним і безперервним впливом Сонця за відсутності захисту.
За оцінками сучасних науковців, Марс досі втрачає близько 100 грамів атмосфери щосекунди — цього достатньо, щоб за мільярди років позбавити планету колишньої щільної газової оболонки. Відповідні дані демонструє NASA Scientific Visualization Studio. Утрата була особливо інтенсивною приблизно 4,0–4,2 мільярда років тому, одразу після того, як Марс втратив глобальне магнітне поле.
Чому відсутність магнітного поля виявилася критичною
Земля має потужне внутрішнє геомагнітне поле — глобальний щит, який відхиляє заряджені частинки сонячного вітру й захищає атмосферу. Натомість Марс не має таких глобальних полюсів: його древній динамо-механізм у ядрі припинив працювати, і планета лишилася без захисту.
Унаслідок цього сонячний вітер і потік високоенергетичних частинок безперешкодно взаємодіяли з верхніми шарами атмосфери, буквально «здуваючи» її в космос — процес, який називають витоком атмосфери.
Що показують сучасні спостереження
MAVEN не просто показав, що витік атмосфери відбувається — він виміряв його швидкість і характер. Навіть сьогодні, коли марсіанська атмосфера вже надзвичайно розріджена, частинки (зокрема вуглекислий газ і кисень) продовжують викидатися в космос, особливо під час сонячних спалахів.
Дослідження 2025 року, опубліковане у Science Advances, підтверджує: за сприятливих для витоку умов (інтенсивний сонячний вітер, вплив плазмових хвиль) частинки атмосфери прискорюються настільки, що залишають планету назавжди. Порівнюючи ізотопи інертних газів, зокрема аргону, вчені з’ясували: значна частка атмосфери — ймовірно, більша її частина — була втрачена.
Чому Землі «пощастило» зберегти атмосферу
Головна причина — наявність геомагнітного поля, яке створює тектонічний і термодинамічний динамо-механізм у ядрі. Саме це поле відхиляє заряджені частинки, захищаючи атмосферу від «здування».
Крім того, земна гравітація сильніша — утримати важкі молекули набагато простіше, ніж на Марсі, гравітація якого становить приблизно 38 відсотків від земної. Це забезпечує додатковий захист від витоку атмосфери.
Важливу роль відіграє й розмір планети: великі небесні тіла з часом повільніше втрачають газову оболонку. Для Марса — меншого та слабше захищеного — умови виявилися критичними.
Яке майбутнє чекає Марс
Сьогодні науковці розглядають можливість відновлення атмосфери штучним шляхом. Це вимагатиме гігантських зусиль: від доставки газу до створення магнітного щита. Проте навіть за умови реалізації такого фантастичного сценарію знадобляться десятки поколінь.