Одним из наиболее глубоких сходств между Землей и Марсом, который делает его популярной целью для исследований и разведки, является наличие водяного льда на его поверхности (в основном в форме полярных ледяных шапок). Но, возможно, еще более интересным является наличие ледников под поверхностью, о чем ученые спекулируют задолго до того, как их присутствие подтвердилось.
Эти тайники подземных вод могут многое рассказать нам об истории Марса и даже могут стать бесценным ресурсом, если люди когда-нибудь захотят сделать Марс своим домом. Согласно недавнему исследованию, проведенному парой ученых из университетов Техаса в Остине и Аризоне, под северной полярной ледяной шапкой также находятся слои льда, которые могут быть самым большим резервуаром воды на планете.
Результаты были предметом исследования, которое было недавно опубликовано в Письма о геофизических исследованиях, Руководил исследованием Стефано Нероцци, аспирант Техасского университета в Институте геофизики в Остине (UTIG), и ему помогал профессор Джек Холт из Лунной и планетарной лаборатории Университета Аризоны (LPL).
Ради своего исследования Нероцци и профессор Холт полагались на данные, собранные прибором Shallow Radar (SHARAD) на борту Марс-разведчика (MRO), который способен проникать на расстояние до 2,4 км (1,5 мили) под поверхность с помощью радиолокационных волн. Они сообщили об обнаружении нескольких слоев песка и льда примерно в 1,6 км (1 мили) под северным полюсом Марса.
Было обнаружено, что в некоторых местах эти слои на 90% состоят из воды и считаются остатками древних полярных ледяных щитов. Исследователи указывают, что в случае таяния они создадут глобальный океан с глубиной не менее 1,5 метра (5 футов). Как объяснил Нероцци в пресс-релизе UT News, эта находка была довольно удивительной. «Мы не ожидали найти здесь столько водяного льда», - сказал он. «Это, вероятно, делает его третьим по величине водохранилищем на Марсе после полярных ледяных шапок».
Полученные данные были подтверждены отдельным исследованием (соавтором которого был Нероцци), которое проводилось исследователями из Университета Джона Хопкинса, а также появилось в Письма о геофизических исследованиях, Для этого исследования команда опиралась на данные гравитации, чтобы установить ограничения на плотность области под полярной ледяной шапкой. По полученным ими показаниям низкой плотности они оценили, что слои льда и песка составляют более 50% воды в целом.
Это открытие является благом для ученых, так как эти слои, по сути, являются записями прошлых изменений климата, и их анализ может выявить некоторые очень интересные вещи в истории планеты. Короче говоря, геометрия и состав этих слоев могут помочь ученым определить, был ли марсианский климат когда-либо благоприятным для жизни.
Что касается того, как вся эта вода попала туда, авторы предполагают, что они образовались в прошлые периоды потепления и охлаждения на Марсе. Ученые уже давно знают, что на Марсе происходят ледниковые явления, вызванные изменениями орбиты и наклона планеты (во многом подобно Земле). В течение примерно 50 000 лет Марс все больше наклоняется к Солнцу, а затем постепенно возвращается в вертикальное положение.
Когда Марс сидит более вертикально, экваториальная область нагревается, в то время как северная полярная область охлаждается, вызывая продвижение ледяных шапок. Когда планета наклоняется к Солнцу, полярный регион нагревается, в результате чего ледяные шапки тают. Именно в это время остатки ледяных шапок будут покрыты песком, который исторически защищал их от воздействия Солнца и рассеивания в атмосферу.
Профессор Холт, который был профессором-исследователем в UTIG в течение 19 лет, прежде чем присоединиться к Университету Аризоны в 2018 году, был научным сотрудником SHARAD с тех пор, как MRO прибыл на Марс в 2006 году. Используя данные этого инструмента, MRO также смог подтвердить наличие подземных ледников вокруг середины Марса
«Удивительно, но общий объем воды, запертой в этих погребенных полярных отложениях, примерно такой же, как и у всего водяного льда, который, как известно, существует в ледниках и залегающих слоях льда в более низких широтах на Марсе, и они примерно одного возраста».
Ранее ученые считали, что древние ледяные шапки были потеряны, но это исследование показывает, что северный ледяной щит сохранился под поверхностью планеты, организованной в виде чередующихся полос льда и песка. Это исследование не только противоречит этому предположению, но также дает новое и важное понимание обмена водяным льдом между полюсами Марса и средними широтами.
Другая захватывающая возможность - способ, которым изучение этих ледников могло помочь определить, был ли Марс когда-либо пригоден для жилья. Как объяснил Нероцци:
«Понимание того, сколько воды было доступно во всем мире по сравнению с полюсами, важно, если на Марсе будет жидкая вода. У вас могут быть все подходящие условия для жизни, но если большая часть воды заперта на полюсах, тогда становится трудно иметь достаточное количество жидкой воды вблизи экватора ».
Благодаря растущему числу роботизированных миссий, которые были отправлены на Марс, все, что мы знаем о планете, выросло на дрожжах. И с каждым новым открытием необходимость дальнейшего исследования становится очевидной. Когда-нибудь скоро мы сможем усилить эти усилия, отправив туда астронавтов-людей, которые могут даже проложить путь для человеческого поселения.
И когда эти люди прибудут, присутствие подземных ледников будет играть главную роль в их усилия.
