Новое исследование показало, что яркие пятна на радарных изображениях Южного полюса Марса могут быть не подземными озерами, как считалось ранее, а отложениями глины. Статья об этом опубликована в журнале Geophysical Review Letters.
На протяжении десятилетий ученые подозревали, что на Марсе, как и на Земле, под полярными ледяными шапками скрывается вода. В 2018 году группа исследователей во главе с Роберто Орозеи из итальянского Института астрофизики, использующая радиолокатор MARSIS на орбитальном аппарате Mars Express, казалось бы, обнаружила долгожданные свидетельства существования подобных озер, скрытых под Южной полярной ледяной шапкой Красной планеты, а в 2020 году там же были обнаружены признаки существования ряда сверхсоленых озер. Ученые отмечали, что если эти озера представляют собой остатки воды, которая когда-то плескалась на поверхности, то, возможно, в этих водяных пластах когда-то была жизнь, и, возможно, она даже сохранилась до настоящего времени.
Однако, по словам ведущего автора нового исследования Айзека Смита, планетолога из Йоркского университета в Торонто, и его коллег, для образования и поддержания жидкой воды в этих местах на Марсе потребовалось бы просто невероятное количество тепла и соли (или даже токсичных для жизни перхлоратов), учитывая то, что в настоящее время известно о планете.
Смит и его группа утверждают, что альтернативной версией, объясняющей наличие подобных радарных отражений в районе марсианского Южного полюса, может стать предположение о присутствии там специфических глинистых минералов, дающих нужный сигнал даже при полном отсутствии жидких соленых озер.
«В марсианском сообществе всегда был скептицизм по поводу интерпретации этих пятен как озер, но ранее никто не предлагал по-настоящему правдоподобной альтернативы, — пояснил Смит в интервью Space.com. — Так что в дальнейшем интересно было бы услышать и про другие возможные объяснения этих радиолокационных наблюдений. Лично я люблю решать головоломки, а Марс содержит поистине неисчислимое количество таких головоломок».
Ученые обратили внимание на минералы, называемые смектитами. Это разновидность глины (или даже природной слоистой наноглины), химический состав которой ближе к вулканической породе, чем к другим типам глин. Смектиты образуются, когда эродированные вулканические породы претерпевают умеренные химические изменения после взаимодействия с водой. Известно, что эти глины могут удерживать большое количество воды.
Смектиты на Марсе весьма многочисленны, их залежи сосредоточены в основном на южных высокогорьях. «На Земле они обычно встречаются возле вулканов на Аляске или в Центральной Америке, но их, в принципе, можно найти на всех континентах», — рассказывает Смит.
В лаборатории исследователи охладили смектиты до температуры 230К (–43°C) такие холода действительно встречаются на Марсе. В результате было обнаружено, что содержащие воду смектиты способны генерировать яркие радарные отражения, подобные тем, что выдавал MARSIS, даже при смешивании с другими материалами.
Когда Смит и его коллеги проанализировали предыдущие данные в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, собранные с Южного полюса Марса, они также обнаружили там смектиты, при этом они полагались на данные CRISM — спектрометра видимого и ближнего инфракрасного излучения, что установлен на борту американского космического аппарата Mars Reconnaissance Orbiter. Естественно было предположить, что смектиты образовались на Южном полюсе Марса во время теплых периодов, когда этот регион был покрыт водой. Эти водонасыщенные глины позже были погребены под водяным льдом.
Цветные точки на снимке представляют собой места, где орбитальный аппарат Mars Express заметил яркие радарные отражения на Южной полярной шапке Марса. Такие отражения ранее интерпретировались как подземная жидкая вода, но их число и близость к холодной поверхности предполагают, что они могут быть чем-то иным.
«Все это на самом деле доказывает, что когда-то Марс был по-настоящему влажной планетой и жидкая вода присутствовала там гораздо шире, чем мы ожидали, — резюмирует Смит. — Поскольку эти глины находятся на Южной полярной шапке и под ней, то можно заключить: давным-давно там было достаточно тепло, чтобы поддерживать существование воды в жидком виде».
В итоге исследователи предположили, что смектиты являются более правдоподобным объяснением ярких радарных отражений, наблюдаемых там, чем сверхсоленые озера.
«Наука — это непрерывный процесс, и ученые всегда стремятся к истине, — рассуждает Смит. — Демонстрация того, что вместо жидкой воды наши радиолокаторы могли видеть другие минералы, не означает, что первоначальные результаты 2018 года не стоило публиковать или столь смело интерпретировать. Эти результаты просто послужили толчком для новых идей и новых экспериментов, моделирования и наблюдений. Эти идеи воплощаются в новых марсианских исследованиях, которые уже проводятся моей группой. Со временем мы хотели бы провести повторные измерения при еще более низких температурах и с более разнообразным набором глин. Ведь на Марсе найдены и другие типы глин, которые, как я подозреваю, также могут давать эти отражения, и было бы неплохо изучить и их тоже».
«В планетологии мы зачастую просто довольно медленно двигаемся к истине, -— вторит ему Джеффри Плаут из Лаборатории реактивного движения NASA. — Первоначальные статьи вовсе не «доказывали», что там была именно вода, ну а эти новые работы не доказывают, что это не так. Но мы стараемся максимально сузить возможности, чтобы достичь консенсуса».