На этой карте показано примерное количество льда в насыпях, образующих MFF, что указывает на то, что толщина богатых льдом отложений достигает 3000 м. Фото: Институт планетарных наук/Смитсоновский институт.
Проносимые ветром груды пыли или слои льда? Марсианский экспресс ЕКА вновь посетил одну из самых загадочных особенностей Марса, чтобы прояснить ее состав. Результаты исследования свидетельствуют о том, что слои водяного льда простираются на несколько километров под землей — это самый большой объем воды, когда-либо обнаруженный в этой части планеты.
Более 15 лет назад компания Mars Express изучила формацию Медузы Ямки (MFF), обнаружив массивные отложения глубиной до 2,5 км. Из этих ранних наблюдений было неясно, из чего состояли эти отложения, но теперь новые исследования дали ответ.
«Мы снова исследовали MFF, используя новые данные радара MARSIS компании Mars Express, и обнаружили, что отложения оказались даже толще, чем мы думали: до 3,7 км», — говорит Томас Уоттерс из Смитсоновского института, США, ведущий автор обоих исследований. новое исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, и первое исследование 2007 года. «Удивительно, что сигналы радара соответствуют тому, что мы ожидаем увидеть от слоистого льда, и похожи на сигналы, которые мы видим от полярных шапок Марса, которые, как мы знаем, очень богаты льдом».
В случае таяния лед, запертый в MFF, покроет всю планету слоем воды глубиной от 1,5 до 2,7 м: в этой части Марса когда-либо было обнаружено больше всего воды, и ее достаточно, чтобы заполнить Красное море Земли.
Чередование слоев льда
MFF состоит из нескольких созданных ветром объектов размером в сотни километров в поперечнике и в несколько километров в высоту. Расположенные на границе между возвышенностями и низменностями Марса, эти образования, возможно, являются крупнейшим источником пыли на Марсе и одним из самых обширных месторождений на планете.
Место формирования ямок Медузы на Марсе. Фото: ЕКА.
Первоначальные наблюдения с Марса-Экспресса показали, что MFF относительно прозрачен для радаров и обладает низкой плотностью — обе характеристики мы наблюдаем в ледяных отложениях. Однако ученые не могли исключить более засушливую версию: на самом деле эти образования представляют собой гигантские скопления перенесенной ветром пыли, вулканического пепла или отложений.
«Вот тут-то и пригодятся новые данные радара. Учитывая, насколько глубоко он находится, если бы MFF был просто гигантской кучей пыли, мы ожидали бы, что он уплотнится под собственным весом», — говорит соавтор Андреа Чикетти из National Институт астрофизики, Италия. «Это создало бы что-то гораздо более плотное, чем то, что мы на самом деле видим с помощью MARSIS. И когда мы смоделировали поведение различных свободных ото льда материалов, ничто не воспроизводило свойства MFF — нам нужен лед».
Вместо этого новые результаты предполагают наличие слоев пыли и льда, покрытых защитным слоем сухой пыли или пепла толщиной в несколько сотен метров.
Будущие исследования и сотрудничество
Хотя сейчас Марс кажется засушливым миром, на поверхности планеты полно признаков того, что когда-то было много воды, включая высохшие речные русла, древние русла океанов и озер, а также долины, высеченные водой. Мы также обнаружили значительные запасы водяного льда на Марсе, такие как огромные полярные шапки, погребенные ледники ближе к экватору и приповерхностный лед, пронизанный марсианской почвой.
Массивные запасы льда вблизи экватора, подобные тем, которые предположительно скрываются под сухой поверхностью MFF, не могли образоваться в нынешнем климате планеты. Должно быть, они сформировались в предыдущую климатическую эпоху.
«Этот последний анализ бросает вызов нашему пониманию формирования ямок Медуз и вызывает столько же вопросов, сколько и ответов», — говорит Колин Уилсон, научный сотрудник ЕКА проекта Mars Express и орбитального аппарата ЕКА ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). «Как давно образовались эти ледяные отложения, и каким был Марс в то время? Если будет подтверждено, что эти массивные отложения представляют собой водяной лед, эти массивные отложения изменят наше понимание истории климата Марса. Любой резервуар древней воды мог бы стать интересной мишенью для человека. или роботизированное исследование».
Размер и расположение этих ледяных отложений MFF также сделают их потенциально очень ценными для наших будущих исследований Марса. Миссии на Марс должны будут приземлиться вблизи экватора планеты, вдали от богатых льдом полярных шапок или ледников высоких широт. И вода им понадобится как ресурс, поэтому поиск льда в этом регионе практически необходим для миссий человека на планету.
-
Недалеко от экватора Марса находится формация Медузы (MFF), удивительная область, созданная ветром, которая может быть крупнейшим источником пыли на Марсе. Когда Mars Express повернул свой радиолокационный зонд MARSIS в сторону MFF, он преподнес сюрприз. Радиолокационные сигналы, отраженные в ответ, соответствуют тому, что мы ожидаем увидеть от слоистых отложений, богатых водяным льдом. На этом изображении белая горизонтальная линия на цветной карте высот поверхности Марса (вверху) показывает узкий участок земли, отсканированный MARSIS. Во всплывающем окне ниже показаны радиолокационные данные, собранные инструментом, обнаруживающим недра; чем ярче область, тем сильнее радиолокационное эхо, полученное от этой области. Белая линия охватывает два кургана, разделенных долиной. Эти курганы хорошо видны на радиолокационных данных ниже. Анализ радиолокационных данных показывает, что под толстым слоем сухого материала (вероятно, пыли или вулканического пепла) курганы заполнены водяным льдом. Фото: CReSIS/KU/Смитсоновский институт.
-
Недалеко от экватора Марса находится формация Ямок Медузы (MFF), захватывающая серия образованных ветром отложений, которая может быть крупнейшим источником пыли на Марсе. Когда Mars Express повернул свой радиолокационный зонд MARSIS в сторону MFF, он преподнес сюрприз. Радиолокационные сигналы, отраженные из-под поверхности, соответствуют тому, что мы ожидаем увидеть от слоистых отложений, богатых водяным льдом. На этом изображении белая линия на поверхности Марса (вверху) показывает участок земли, отсканированный MARSIS. На графике ниже показана форма суши и структура недр: слой сухих отложений (вероятно, пыли или вулканического пепла) отмечен коричневым цветом, а слой предполагаемых богатых льдом отложений — синим. На графике видно, что залежи льда имеют высоту в тысячи метров и ширину в сотни километров. Если весь предполагаемый водяной лед в MFF растает, он покроет Марс океаном воды глубиной до 2,7 м. Фото: CReSIS/KU/Смитсоновский институт.
«К сожалению, эти отложения MFF покрыты сотнями метров пыли, что делает их недоступными, по крайней мере, в течение следующих нескольких десятилетий. Однако каждый кусочек льда, который мы находим, помогает нам построить лучшую картину того, куда раньше текла марсианская вода, и где его можно найти сегодня».
В то время как Mars Express отображает водяной лед на глубине нескольких километров, вид приповерхностной воды обеспечивает марсианский орбитальный аппарат TGO. На этом орбитальном аппарате установлен прибор FREND, который картирует водород — индикатор водяного льда — в самом верхнем метре марсианской почвы. В 2021 году компания FREND обнаружила богатую водородом область размером с Нидерланды в марсианской Долине Маринерис и в настоящее время составляет карту распределения мелководных месторождений по Красной планете.
«Вместе наши исследователи Марса раскрывают все больше и больше о нашем соседе по планете», — добавляет Колин.
Информация от: Европейским космическим агентством
