Метеориты и марсотрясения указывают на подземный океан жидкой воды на Марсе
Под пыльными красными равнинами Марса может скрываться обширный резервуар жидкой воды, запертой глубоко в коре.
На Марсе сохранились следы древних водоёмов. Учёных давно интересует, куда исчезла вся вода, когда планета стала холодной и сухой.
Новое исследование, опубликованное в National Science Review, может дать ответ. Используя сейсмические данные миссии NASA InSight, учёные обнаружили свидетельства замедления сейсмических волн в слое на глубине от 5.4 до 8 километров. Это может быть связано с присутствием жидкой воды на этих глубинах.
Загадка исчезнувшей воды
Марс не всегда был безжизненной пустыней. Миллиарды лет назад, в нойский и гесперийский периоды (4.1–3 млрд лет назад), реки прорезали долины и существовали озёра.
По мере ослабления магнитного поля и атмосферы Марса большая часть поверхностной воды исчезла. Часть улетучилась в космос, часть замёрзла в полярных шапках, а часть оказалась связана в минералах.
Однако испарение, замерзание и связывание в породах не могут полностью объяснить исчезновение всего объёма воды, который, как предполагается, покрывал Марс в прошлом. Расчёты показывают, что «недостающей» воды хватило бы, чтобы покрыть планету океаном глубиной не менее 700, а возможно, и до 900 метров.
Одна из гипотез предполагает, что вода просочилась в кору. Интенсивная метеоритная бомбардировка в нойский период могла создать трещины, которые направили воду под поверхность. На большой глубине более высокие температуры могут поддерживать воду в жидком состоянии.
Сейсмический снимок марсианской коры
В 2018 году посадочный аппарат NASA InSight начал изучать недра Марса с помощью сверхчувствительного сейсмометра.
Изучая особый тип колебаний — «поперечные волны», — учёные обнаружили значительную подземную аномалию: слой на глубине 5.4–8 км, где эти колебания распространяются медленнее.
Этот «низкоскоростной слой», скорее всего, представляет собой высокопористую породу, насыщенную жидкой водой, подобно земным водоносным горизонтам.
Расчёты показывают, что этот «водоносный слой» на Марсе может содержать объём воды, достаточный для образования глобального океана глубиной 520–780 м. Это в несколько раз больше воды, чем содержится в ледяном щите Антарктиды.
Этот объём совместим с оценками «недостающей» воды Марса (710–920 м), если учесть потери в космос, воду в минералах и современные ледяные шапки.
Метеориты и марсотрясения
Открытие стало возможным благодаря двум ударам метеоритов в 2021 году (S1000a и S1094b) и марсотрясению в 2022 году (S1222a). Эти события вызвали сейсмические волны, которые зафиксировал сейсмометр InSight.
Учёные использовали высокочастотные сигналы от этих событий для картирования скрытых слоёв коры. Были рассчитаны «приёмные функции» — сигнатуры волн, отражающихся и реверберирующих между слоями коры. Эти сигнатуры позволили определить границы, где меняется тип породы, и выявить насыщенный водой слой.
Почему это важно
Жидкая вода необходима для жизни в известной нам форме. На Земле микробы процветают в глубоких, заполненных водой породах. Могла ли подобная жизнь, возможно реликты древних марсианских экосистем, сохраниться в этих резервуарах?
Эта вода также может стать ресурсом для будущих человеческих исследователей. После очистки её можно использовать для питья, получения кислорода или топлива для ракет.
Бурение на километровую глубину на другой планете — сложнейшая задача. Однако полученные данные, собранные вблизи экватора Марса, также указывают на возможность существования других водоносных зон, например, ледяного грязевого резервуара в районе Утопия Планиция.
Что дальше?
Сейсмические данные охватывают лишь часть Марса. Для картирования потенциальных водоносных слоёв по всей планете необходимы новые миссии со сейсмометрами.
Будущие роверы или буровые установки могут однажды получить доступ к этим резервуарам для анализа химического состава на следы жизни. Эти водные зоны также требуют защиты от земных микробов, так как могут содержать собственную марсианскую биологию.