Триумф или ошибка: как поиски воды на Марсе привели к неожиданному открытию
В 2018 году планетологи обнаружили на Марсе нечто, весьма похожее на огромное озеро жидкой воды. Теперь же исследователи нашли еще десятки подобных объектов. Похоже, что южная полярная шапка Красной планеты буквально усыпана водоемами. Если, конечно, необычный сигнал радара действительно порожден жидкой водой.
Вода в глубине
По мнению многих специалистов, на Марсе когда-то плескался океан, были реки и озера. И по сей день на Марсе хватает воды, но только в виде льда. Дело в том, что сегодня средняя температура поверхности планеты равна минус 63°С. Лишь вблизи экватора она иногда поднимается выше нуля. Тогда содержащийся в грунте лед может растаять. Но не стоить искать на Марсе лужи талой воды: при атмосферном давлении в 0,6% земного влага быстро обращается в пар. На сухой и пыльной поверхности планеты нет и не может быть водной глади.
Но три года назад СМИ взорвались заголовками: на Марсе обнаружено озеро! Правда, не на поверхности, а под полуторакилометровым слоем льда. Гипотетический водоем диаметром около 20 км и глубиной не менее метра был обнаружен вблизи Южного полюса Марса в районе, известном как Ultimi Scopuli.
На космических задворках: есть ли жизнь на краю Галактики
Марс — самая подходящая планета для поиска внеземной жизни. И обнаружение там жидкой воды — событие, безусловно, волнующее. Но как ученые сделали это открытие и насколько они уверены в своих выводах?
Разумеется, никто не бурил на планете скважину глубиной 1,5 км. Интригующие данные были получены радаром MARSIS с борта Mars Express — искусственного спутника Марса, принадлежащего Европейскому космическому агентству. Этот прибор работает так же, как любой другой радар: посылает к объекту исследования радиоволны и принимает отраженный сигнал.
Южная полярная шапка Марса сложена из водяного льда, углекислого («сухого») льда и минеральной пыли. Радиоволны проникают в нее на некоторую глубину, так что можно строить трехмерную карту ее ледяных недр. Но чем глубже находится тот или иной слой, тем слабее отраженное от него излучение. Это естественно, ведь радиоволны частично поглощаются толщей льда, через которую проходят дважды: по пути от антенны до отражающего слоя и обратно. Поэтому самый ясный и отчетливый сигнал радар получает с поверхности полярной шапки.
Однако авторы нашумевшего исследования обнаружили нечто странное. Сигнал, отраженный от некого объекта на глубине 1,5 км, был интенсивнее, чем с поверхности! Исследователи предположили, что здесь присутствует какое-то вещество, отражающее радиоволны лучше, чем лед. Какое же? Напрашивалась гипотеза, что это жидкая вода. Тем более что подледные озера есть и на Земле. Специалисты посчитали и убедились: отражательная способность воды прекрасно объясняет свойства сигнала.
Жар сомнений
Авторы открытия не претендовали на то, что существование подледного озера — доказанный факт. Они лишь утверждали, что это самая убедительная интерпретация данных. Ученые вообще, как правило, очень осторожны в выводах, и лишь в пересказах СМИ те приобретают сенсационную категоричность.
Между тем «озерная» гипотеза, при всей ее привлекательности, вызывает очевидный вопрос: почему вода не замерзла? Да, подледные водоемы есть в Антарктиде и Арктике, но на полюсах Марса гораздо холоднее. В 2019 году независимая научная группа подсчитала, что даже при самых больших концентрациях природных солей гипотетическое озеро неминуемо замерзло бы без дополнительного источника тепла. Либо это вообще не водоем, заключили ученые, либо его подогревает некая «печка». Таким обогревателем мог бы быть подземный очаг жидкой магмы, вдвое увеличивающий тепловой поток из недр Марса.
Вторые на Марсе: что означает отправка Китаем миссии на Красную планету
Но существуют ли на планете магматические очаги прямо под поверхностью? Подобное открытие стало бы не меньшей сенсацией, чем обнаружение воды. Самые свежие следы вулканизма на Марсе имеют возраст 2,5 млн лет. Правда, совсем недавно ученые зафиксировали на поверхности планеты интригующую деталь, которая может оказаться следами недавнего (50 000–200 000 лет назад) извержения. Но говорить об этом как о факте определенно еще рано.
А в 2020 году исследовательская группа, включающая многих авторов первоначального открытия, сообщила об обнаружении еще нескольких «озер» поблизости от первого. Они были открыты с помощью все того же радара MARSIS. Правда, авторы использовали новые алгоритмы обработки данных, которые обычно применяются для исследования земных ледников.
Этот результат вдохновляет, но и озадачивает. Если это все-таки вода, почему она не замерзает? Неужели подогревающий ее гипотетический очаг магмы так велик, что его хватает на несколько озер, пусть и расположенных близко друг к другу? А если не вода, то что же это?
Планета озер?
И вот недавно Адитья Хуллер и Джеффри Плот из Лаборатории реактивного движения НАСА предприняли новое исследование. Они составили трехмерную карту южнополярных слоистых отложений. Этот геологический регион включает и район Ultimi Scopuli, где были обнаружены предполагаемые озера. Эти отложения хранят климатическую историю Марса за миллионы лет, так что у ученых есть причины интересоваться ими и помимо «водного вопроса». Заметим, что ни Хуллер, ни Плот не участвовали в открытии нашумевших «озер».
Дуэт планетологов обработал данные, накопленные прибором MARSIS с 2005 года. За это время Mars Express совершил более 15 000 витков вокруг Марса, и на протяжении более чем 2 000 оборотов радар сканировал упомянутые отложения. Это позволило составить их карту с разрешением 1,5 км по горизонтали и 50 м по глубине.
Божьи мельницы: как было открыто вращение самых больших структур во Вселенной
На свежей карте авторы обнаружили десятки «подледных озер», аналогичных тому, что произвело сенсацию в 2018 году. Оказалось, что они разбросаны по всему району южнополярных слоистых отложений, куда более обширному, чем Ultimi Scopuli, и занимающему 1,6 млн кубических километров льда. Эти результаты были изложены в научной статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters.
«Мы не уверены, являются ли эти сигналы [признаками наличия] жидкой воды или нет, но они, по-видимому, гораздо более распространены, чем те, что были обнаружены в исходной статье, — констатирует Плот. — Либо жидкая вода обычна под южным полюсом Марса, либо эти сигналы указывают на что-то еще».
Искатель жизни: чем уникальна новая марсианская миссия
Пока планетологам была известна лишь тесная группа «озер» в районе Ultimi Scopuli, еще можно было предположить, что они согреваются подземным теплом. Но гипотеза, что под южной полярной шапкой Марса разбросаны десятки магматических очагов, выглядит уж слишком смело. При этом многие из «водоемов», обнаруженных Хуллером и Плотом, находятся под менее толстым слоем льда, чем обнаруженное в 2018 году «озеро». Значит, они должны быть еще холоднее, и объяснить наличие в них жидкой воды еще труднее.
Похоже, что мы не знаем о Марсе чего-то важного. Возможно, там по каким-то причинам остается жидкой вода, которой положено замерзнуть. Или же вблизи южного полюса планеты есть что-то еще, что выглядит как вода на радарных изображениях. В таком случае весьма интересно было бы выяснить, что же это такое. Ответить на этот вопрос помогут только новые исследования.
Мнение редакции может не совпадать с позицией автора