РАЗОВЫЙ ПЛАН ПО ОТОГРЕВУ МАРСА ДЕЛАЕТ ЕГО ХОЛОДНЕЕ

Когда-то Марс был влажным: долины, озёрные котловины и изменённые водой минералы показывают, что давным-давно там текла жидкая вода. Сегодня его атмосфера разрежена — 6 миллибар, — а углекислый газ даёт лишь около 5 градусов парникового потепления. Как показывают орбитальные исследования, выпуска собственного углекислого газа планеты не хватит, чтобы перевести её в более тёплое состояние.

Пыль, удерживающая тепло

Поэтому исследователи, занимающиеся терраформированием — идеей сделать Марс более похожим на Землю, — обратились к искусственным аэрозолям. Для сверхмощных парниковых газов нужен фтор, а на Марсе он редок. Вместо этого в прежних работах предлагались алюминиевые наностержни длиной около 9 микрометров. Настроенные на уходящее инфракрасное излучение планеты, они удерживали бы тепло, пропуская солнечный свет, и были бы в расчёте на килограмм более чем в тысячу раз эффективнее газов.

Но эти работы предполагали, что частицы остаются на месте или постоянно распыляются в воздухе со скоростью от 30 до 60 литров в секунду, чтобы восполнять выпавшие.

Одна доза, один год

Том Ландефельд и Харальд Леш из Мюнхенского университета Людвига — Максимилиана проверили другой сценарий в трёхмерной климатической модели для планет — Generic Planetary Climate Model:

вся естественная пыль в атмосфере Марса однократно заменяется алюминиевыми наночастицами, без пополнения;
толстый слой водяного льда, 3400 килограммов на квадратный метр, лежит в бассейне Эллада, самой глубокой впадине Марса, — намеренная стресс-проверка;
модель работает в течение одного марсианского года, 669 солов, с полным круговоротом воды: облаками, инеем и осадками.

Результат сравнили с контрольным расчётом, в котором сохранялась обычная пыль. Сколько алюминия было впрыснуто, в статье не указано.

Холоднее, суше, разреженнее

Результат противоположен замыслу.

Средняя температура поверхности упала с 194,9 до 191,8 кельвина: на 3,1 градуса холоднее.
Максимальная температура поверхности снизилась на 9 градусов, а приповерхностный воздух остыл ещё сильнее — в среднем на 7 градусов.
В более холодном воздухе углекислый газ вымерзал на грунт: давление у поверхности упало, а атмосфера потеряла 12,3% массы; количество углекислотного льда на поверхности выросло на 24%.
Содержание водяного пара в воздухе снизилось на 99,65%, а пиковая скорость превращения льда в пар — на 99,8%.

Почему не сработало

Авторы указывают на цепочку эффектов. Частицы выпадают: в столь разреженном воздухе молекула углекислого газа пролетает между столкновениями около 10 микрометров, поэтому оседающие частицы почти не встречают сопротивления. Без нового притока их нагревающее действие за год сходит на нет. Тем временем яркий лёд в Элладе отражает бо́льшую часть солнечного света. По мере падения температуры вода вымерзает в холодных местах, и парниковая обратная связь водяного пара, на запуск которой рассчитывает терраформирование, так и не включается. Вклад каждого эффекта авторам полностью разделить не удалось.

Ограничения, о которых стоит знать

Это одна симуляция длиной в год, с грубым разрешением, выполненная двумя авторами. Количество впрыснутого алюминия не указано, а ряд чисел в статье не совпадает между текстом и таблицами. Сценарии непрерывного впрыска, против которых выступает работа, в ней не проверяются.

По словам авторов, результат не показывает ни того, что планетарная геоинженерия работает, ни того, что она обречена. Однократный впрыск ведёт себя как кратковременный радиационный импульс; для устойчивого изменения марсианского климата потребуется гораздо больше.