Древний Марс, покрытый сетью высохших русел и загадочных береговых линий, давно интригует ученых. Следы былых рек и озер, словно шрамы на поверхности планеты, указывают на то, что когда-то здесь текла вода. Но как могла жидкая вода существовать на планете, где даже миллиарды лет назад климат был суровым и холодным? Ответ на этот вопрос предложили исследователи из США, использовавшие данные марсохода Curiosity и современные климатические модели.
В центре внимания — кратер Гейла (Gale crater), где Curiosity уже не первый год изучает геологические слои. Именно здесь были обнаружены минеральные отложения, свидетельствующие о присутствии воды в прошлом. Однако стандартные гипотезы о теплом и влажном Марсе не выдерживают критики: четыре миллиарда лет назад Солнце светило слабее, а атмосфера Красной планеты была слишком разреженной для устойчивого тепла. Возникает парадокс: вода есть, а условий для нее — нет.
Ледяная защита
Группа ученых под руководством Элеонор Морленд (Eleanor Moreland) из Университета Райса решила взглянуть на проблему иначе. Вместо поиска доказательств глобального потепления на Марсе, они предположили, что озера могли выживать под тонкой ледяной коркой. Такой лед, по их расчетам, работал как природное одеяло, удерживая тепло и не давая воде полностью замерзнуть даже в самые холодные марсианские зимы.
Для проверки гипотезы команда адаптировала климатическую модель, ранее использовавшуюся для анализа земных условий по данным из ледяных кернов и годичных колец деревьев. На Марсе, конечно, ни деревьев, ни кернов нет, но роль «свидетелей климата» взяли на себя марсианские породы и минералы, изученные Curiosity. Так родилась модель LakeM2ARS, способная воссоздать поведение древних марсианских озер в условиях, максимально приближенных к реальности.
Симуляции и открытия
В ходе работы было проведено 64 различных симуляции, каждая из которых моделировала озеро в кратере Гейла на протяжении 30 марсианских лет (примерно 56 земных). В некоторых сценариях озеро промерзало до дна, но в большинстве случаев формировалась тонкая ледяная крышка, под которой вода оставалась жидкой. Весной и летом лед частично таял, а зимой вновь возвращался, но общий объем воды почти не менялся десятилетиями.
Этот механизм объясняет, почему на Марсе сохранились следы длительного существования воды, несмотря на неблагоприятные климатические условия. По словам Морленд, впервые удалось получить физическую модель, которая согласуется с геологическими данными и не требует фантастических температур или плотной атмосферы.
Переосмысление истории
Результаты исследования не исключают, что на Марсе были и более теплые периоды, но теперь становится ясно: даже в эпоху глобального похолодания жизнь могла цепляться за существование под ледяной защитой. Это открытие не только меняет взгляд на прошлое Красной планеты, но и расширяет представления о возможных обитаемых мирах за пределами Земли.
Вопрос о том, могла ли под таким ледяным щитом зародиться или сохраниться жизнь, остается открытым. Но теперь у ученых есть инструмент, позволяющий искать следы древних экосистем там, где раньше их не ждали — под толщей марсианского льда.
Напомним, Элеонор Морленд — ведущий специалист по планетарной геологии из Университета Райса (Rice University, США). Ее команда занимается моделированием древних климатических условий на Марсе и других планетах Солнечной системы. В последние годы Морленд активно сотрудничает с коллегами из разных стран, разрабатывая новые методы анализа геологических данных с помощью искусственного интеллекта и машинного обучения.
