В 2018 году ученые, работающие с данными орбитального аппарата Mars Express ESA (Европейского космического агентства), объявили об удивительном открытии: сигналы радара, отраженные от южного полюса Красной планеты, показали наличие жидкого подземного озера. С тех пор было обнаружено еще несколько подобных объектов.
В новой статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, два ученых из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии описывают обнаружение десятков похожих радарных отражений вокруг южного полюса после анализа более широкого набора данных Mars Express, но многие из них находятся в областях, которые должны быть слишком холодным, чтобы вода оставалась жидкой.
На данный момент ученые не уверены, являются ли эти сигналы жидкой водой или нет, но они, похоже, гораздо более распространены, чем то, что было обнаружено в оригинальной статье. Либо наличие жидкой воды типично для южного полюса Марса, либо эти сигналы указывают на что-то еще.
Радиолокационные сигналы, первоначально интерпретированные как жидкая вода, были обнаружены в районе Марса, известном как Южнополярные слоистые отложения, названные так из-за чередующихся слоев водяного льда, сухого льда (замороженного углекислого газа) и пыли, которые оседали там за миллионы лет. Считается, что эти слои отражают изменение наклона оси Марса с течением времени, точно так же, как изменения наклона Земли создавали ледниковые периоды и более теплые периоды на протяжении всей истории нашей планеты. Когда у Марса был меньший осевой наклон, в этом регионе накапливался снег и слои пыли, которые в конечном итоге сформировали толстый слоистый ледяной щит, обнаруженный там сегодня.
Излучая радиоволны на поверхность, ученые могут заглядывать под эти ледяные слои, получая их детальные изображения. Радиоволны теряют энергию, когда проходят через материал в недрах; поскольку они отражаются обратно к источнику, они обычно имеют более слабый сигнал. Но в некоторых случаях сигналы, возвращающиеся из недр этой области, были ярче, чем у поверхности. Некоторые ученые интерпретировали эти сигналы как указание на присутствие жидкой воды, которая является сильным отражателем.
Плаут и Адитья Хуллер, докторанты Университета штата Аризона, которые работали над статьей во время стажировки в JPL, не уверены, о чем говорят сигналы. Области, предположительно содержащие жидкую воду, расположены на глубине от 10 до 20 километров в относительно небольшом районе южного полюса Марса. Хуллер и Плаут расширили поиск аналогичных сильных радиосигналов до 44 000 измерений за 15 лет данных MARSIS по всей южной полярной области Марса.
Анализ выявил десятки дополнительных ярких радиолокационных отражений в гораздо большем диапазоне площадей и глубин, чем когда-либо прежде. В некоторых местах они находились менее чем в двух километрах от поверхности, где температура, по оценкам, составляет -63 градуса по Цельсию. При такой температуре вода могла бы замерзнуть, даже если бы она содержала соленые минералы, известные как перхлораты, которые может снизить температуру замерзания воды.
Авторы отмечают статью 2019 года, в которой исследователи рассчитали количество тепла, необходимое для таяния подземного льда в этом регионе, обнаружив, что только недавний вулканизм под поверхностью может объяснить потенциальное присутствие жидкой воды под южным полюсом. Они обнаружили, что для того, чтобы вода оставалась жидкой, потребуется удвоение предполагаемого марсианского геотермального теплового потока. Один из возможных способов получить такое количество тепла - вулканизм. Однако мы действительно не видели каких-либо убедительных доказательств недавнего вулканизма на южном полюсе, поэтому кажется маловероятным, что вулканическая активность позволила бы подземной жидкой воде присутствовать во всем этом регионе.
Чем объясняются яркие отражения, если они не жидкая вода? Авторы не могут сказать наверняка. Но их статья предлагает ученым подробную карту региона, которая содержит ключи к истории климата Марса, включая роль воды в ее различных формах.