Все больше свидетельств указывает на то, что под пыльными красными равнинами Марса скрывается тайна, способная изменить наше представление о Красной планете: огромный резервуар жидкой воды, запертый глубоко в коре.
Марс покрыт следами древних водоемов. Но загадка того, куда именно исчезла вся эта вода, когда планета стала холодной и сухой, долгое время интриговала ученых.
Наше новое исследование, опубликованное в National Science Review, может дать ответ. Используя сейсмические данные миссии NASA InSight, мы обнаружили, что сейсмические волны замедляются в слое на глубине от 5,4 до 8 километров, что может быть связано с наличием жидкой воды на этих глубинах.
Загадка исчезнувшей воды
Марс не всегда был безжизненной пустыней, какой мы видим его сегодня. Миллиарды лет назад, в Ноев и Гесперийский периоды (4,1–3 млрд лет назад), реки прорезали долины, а озера сверкали на поверхности.
По мере того как магнитное поле Марса ослабевало, а атмосфера истончалась, большая часть поверхностной воды исчезла. Часть улетучилась в космос, часть замерзла в полярных шапках, а часть оказалась связана в минералах, где остается и по сей день.
Однако испарение, замерзание и поглощение породами не могут полностью объяснить исчезновение всей воды, которая когда-то покрывала Марс. Расчеты показывают, что «пропавшей» воды хватило бы, чтобы покрыть планету океаном глубиной не менее 700 метров, а возможно, и до 900 метров.
Одна из гипотез предполагает, что недостающая вода просочилась в кору. В Ноев период Марс подвергался интенсивной метеоритной бомбардировке, которая могла создать трещины, направляющие воду под поверхность.
Глубоко под поверхностью более высокие температуры могли поддерживать воду в жидком состоянии — в отличие от замерзших слоев ближе к поверхности.
Сейсмический снимок марсианской коры
В 2018 году посадочный модуль NASA InSight прибыл на Марс, чтобы изучать внутреннее строение планеты с помощью сверхчувствительного сейсмометра.
Анализируя особый тип колебаний — «поперечные волны», — мы обнаружили аномалию на глубине от 5,4 до 8 километров, где эти волны замедляются.
Этот «низкоскоростной слой», скорее всего, представляет собой пористую породу, насыщенную жидкой водой, подобно земным водоносным горизонтам, где грунтовые воды заполняют поры горных пород.
Мы подсчитали, что этот «водоносный слой» на Марсе может содержать достаточно воды, чтобы покрыть планету глобальным океаном глубиной 520–780 метров — в несколько раз больше, чем объем льда в Антарктиде.
Этот объем соответствует оценкам «пропавшей» воды Марса (710–920 метров), если учесть потери в космос, воду, связанную в минералах, и современные ледяные шапки.
Метеориты и марсотрясения
Наше открытие стало возможным благодаря двум ударам метеоритов в 2021 году (S1000a и S1094b) и марсотрясению в 2022 году (S1222a). Эти события вызвали сейсмические волны, распространяющиеся через кору, подобно кругам на воде от брошенного камня.
Сейсмометр InSight зафиксировал эти колебания. Мы использовали высокочастотные сигналы от событий — как настройку на четкую радиостанцию — чтобы определить скрытые слои коры.
Мы рассчитали «функции приемника» — отражения волн, которые, как эхо, показывают границы между слоями пород, выявляя водонасыщенный слой на глубине 5,4–8 километров.
Почему это важно
Жидкая вода необходима для жизни в том виде, в каком мы ее знаем. На Земле микроорганизмы процветают в глубоких, насыщенных водой породах.
Могла ли подобная жизнь, возможно, реликты древних марсианских экосистем, сохраниться в этих резервуарах? Есть только один способ узнать.
Эта вода может стать спасением и для более сложных организмов — например, будущих исследователей-людей. После очистки ее можно использовать для питья, получения кислорода или ракетного топлива.
Конечно, бурение на километровую глубину на далекой планете — сложная задача. Однако наши данные, собранные у экватора Марса, также указывают на возможное наличие других водонасыщенных зон — например, ледяного резервуара в районе Утопия Планития.
Что дальше в исследовании Марса?
Наши сейсмические данные охватывают лишь часть планеты. Для картирования потенциальных водных слоев по всему Марсу нужны новые миссии с сейсмометрами.
Будущие роверы или буровые установки могут однажды добраться до этих резервуаров, анализируя их химический состав на следы жизни. Эти водные зоны также требуют защиты от земных микроорганизмов, так как могут содержать марсианские формы жизни.
Пока же вода приглашает нас продолжать слушать сейсмическое сердцебиение Марса, расшифровывая секреты мира, возможно, более похожего на Землю, чем мы думали.
Информация от: The Conversation.
