Южная полярная шапка: загадки марсианского льда
Южная часть Марса давно привлекает внимание исследователей благодаря своим уникальным ледяным образованиям. Здесь, на полюсе, слои водяного и углекислого льда перемежаются с пылью, формируя сложную структуру, возникшую под влиянием многовековых климатических изменений. Поверхностный слой состоит из замерзшего углекислого газа, который ежегодно испаряется и вновь оседает, а более глубокие пласты остаются практически неизменными. По оценкам специалистов, толщина ледяной шапки достигает двух километров, а ее возраст может превышать десятки миллионов лет.
Ранее считалось, что под этими массивными слоями может скрываться жидкая вода. Такой вывод был сделан после анализа данных, полученных с помощью радаров, установленных на межпланетных станциях Mars Express и Mars Reconnaissance Orbiter. Эти приборы позволяют «заглянуть» под поверхность, отправляя радиоволны и фиксируя их отражения от различных слоев.
Радарные сигналы и пересмотр гипотезы о воде
В 2018 году ученые зафиксировали необычно яркие сигналы, исходящие из-под ледяной шапки. Эти отражения были интерпретированы как возможные признаки наличия рассолов — жидких соленых водоемов, способных сохранять текучесть даже при экстремально низких температурах. Если бы эта гипотеза подтвердилась, южный полюс Марса стал бы одним из главных объектов для поиска следов жизни за пределами Земли.
Однако свежие результаты, опубликованные в научном журнале Geophysical Research Letters, заставили пересмотреть прежние выводы. Группа исследователей под руководством Гарета А. Моргана из Планетологического института США провела повторный анализ с использованием радара SHARAD. Благодаря изменению угла обзора антенны удалось получить более точные данные о структуре основания ледника.
Что скрывают осадочные породы и гладкое дно кратера
SHARAD также зафиксировал отражения от глубинных слоев, однако их интенсивность оказалась в тысячу раз ниже, чем у сигнала, полученного ранее с помощью MARSIS. Такой результат не согласуется с наличием жидкой воды, поскольку в этом случае отражение должно быть гораздо сильнее. Компьютерное моделирование подтвердило, что свойства сигнала соответствуют сухим осадочным породам с низкой диэлектрической проницаемостью — характеристикой, типичной для замерзших пылевых и осадочных слоев.
Ученые рассмотрели различные сценарии, включая влияние пыли, температурные колебания, присутствие солей и даже возможную повышенную электропроводность пород. Однако ни один из этих факторов не объяснил разницу в мощности сигналов между двумя радарами. Исследователи пришли к выводу, что отражение связано с особенностями рельефа: гладкая поверхность основания ледника, вероятно, является дном древнего кратера, покрытого тонким слоем осадков или вулканических пород. Именно эта гладкость могла создать иллюзию наличия подледного водоема.
Вопрос о воде остается открытым
Несмотря на новые данные, полностью исключить возможность существования жидкой воды под ледяной шапкой пока нельзя. Ученые отмечают, что определенные геофизические условия все же могут позволять воде сохраняться в жидком состоянии даже в столь суровой среде. Окончательные ответы могут дать только будущие миссии, оснащенные буровыми установками, способными проникнуть сквозь многокилометровые ледяные пласты и исследовать их структуру непосредственно.
Переосмысление природы отраженных сигналов меняет стратегию поиска жизни на Марсе. Теперь внимание специалистов смещается к изучению геологических особенностей региона и поиску других признаков, указывающих на возможное присутствие воды в прошлом или настоящем.
Если Вы не знали: Mars Express и Mars Reconnaissance Orbiter
Mars Express — европейский космический аппарат, запущенный Европейским космическим агентством (ESA) в 2003 году. Его основная задача — исследование атмосферы, поверхности и подповерхностных слоев Марса. На борту Mars Express установлен радар MARSIS, который впервые позволил ученым получать данные о структуре ледяных шапок и искать возможные водоемы под поверхностью планеты. Благодаря этому инструменту были сделаны первые предположения о наличии жидкой воды под южной полярной шапкой.
Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) — американский исследовательский спутник, запущенный NASA в 2005 году. Он оснащен радаром SHARAD, который предназначен для детального изучения слоистой структуры марсианских ледников и поиска водяного льда. MRO также несет на борту камеры высокого разрешения, спектрометры и другие научные приборы, что делает его одним из самых информативных аппаратов для изучения Марса.
Оба зонда продолжают работу на орбите Красной планеты, регулярно передавая на Землю новые данные. Их открытия существенно расширили представления о геологии и климате Марса, а также о возможностях существования воды в различных формах. Благодаря этим миссиям ученые получили уникальную возможность исследовать недра планеты без необходимости отправлять туда тяжелую буровую технику. Mars Express и MRO считаются одними из самых успешных проектов в истории межпланетных исследований, а их вклад в науку о Марсе сложно переоценить.
