Глины, а не вода, скорее всего, являются источником «озёр» на Марсе

«Красная планета» — сложное место для поиска жидкой воды. В то время как водяного льда много, любая вода, достаточно тёплая, чтобы быть жидкой, на поверхности просуществует всего несколько мгновений, и быстро превращается в пар в разрежённой атмосфере Марса.

Следовательно, интерес возник в 2018 году, когда группа во главе с Роберто Орозеи из итальянского Института астрофизики объявила, что они обнаружили свидетельства существования подземных озёр на Марсе глубоко под ледяной шапкой на южном полюсе Марса. Приведённые ими доказательства были получены с помощью радарного прибора на борту орбитального аппарата Mars Express Европейского космического агентства.

На этом изображении, сделанном марсианским орбитальным аппаратом НАСА, показаны ледяные щиты на южном полюсе Марса. Космический корабль обнаружил глины рядом с этим льдом; учёные предположили, что такие глины являются источником радарных отражений, которые ранее интерпретировались как жидкая вода. (Изображение: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт / Аризонский университет / JHU)

Радиолокационные сигналы, которые могут проходить сквозь скалы и лёд, изменяются по мере отражения от различных материалов. В этом случае они производили особенно яркие сигналы под полярной шапкой, которые можно было интерпретировать как жидкую воду. Возможность создания потенциально обитаемой среды для микробов была увлекательной. Но после более внимательного изучения данных и экспериментов в холодной лаборатории здесь, на Земле, некоторые учёные теперь думают, что глина, а не вода, может создавать сигналы. За последний месяц три новых исследования раскрыли эту тайну и, возможно, опровергли гипотезу об озёрах на Марсе.

Научная экосистема

Марсианские исследователи принадлежат к небольшому сплочённому сообществу. Вскоре после публикации статьи об озёрах около 80 из этих учёных собрались на Международной конференции по полярным исследованиям и исследованию Марса в Ушуайе, приморской деревне на южной оконечности Аргентины.

Цветными точками обозначены места, где орбитальный аппарат Mars Express ЕКА заметил яркие радарные отражения на южной полярной шапке Марса. Такие отражения ранее интерпретировались как подземная жидкая вода, но их преобладание и близость к холодной поверхности предполагают, что они могут быть чем-то другим. (Изображение: ESA / NASA / JPL-Caltech)

Подобные встречи дают возможность проверить новые теории и оспорить точки зрения друг друга. Джеффри Плаут из Лаборатории реактивного движения НАСА, который также является одним из главных исследователей, вместе с Орозеи, инструмента, который определяет интригующие радиолокационные сигналы, названный MARSIS, или Марсианский усовершенствованный радар для подземного и ионосферного зондирования, сказал:

Подземные озёра на Марсе

Много разговоров было о подземных озёрах на Марсе. Сколько тепла потребуется, чтобы вода оставалась жидкой под всем этим льдом? Может ли рассол достаточно снизить температуру замерзания воды, чтобы она оставалась жидкой? Конечно, это не первый случай, когда интересная гипотеза, связанная с водой, вызвала шквал исследований.

В 2015 году орбитальный аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter обнаружил то, что выглядело как полосы влажного песка, стекающие по склонам, — явление, названное «повторяющимися линиями склона». Но неоднократные наблюдения через камеру HiRISE или камеру для научного эксперимента по визуализации изображений с высоким разрешением с тех пор показали, что это, скорее, результат песчаных потоков.

В документе, опубликованном ранее в этом году, было обнаружено множество повторяющихся линий склонов после глобальной пыльной бури на Марсе в 2018 году. Открытие предполагает, что оседающая на склонах пыль вызывает потоки песка, которые, в свою очередь, обнажают более тёмные подземные материалы, и они придают линиям характерную окраску.

Как и в случае с гипотезой о влажном песке, несколько учёных начали придумывать способы проверить гипотезу о подземных озёрах на Марсе. Исаак Смит из Йоркского университета в Торонто, который руководил последним исследованием, показывающим, что глины могут объяснить наблюдения, сказал: «Было ощущение, что мы должны попытаться решить эту проблему».

Слишком холодно для озёр на Марсе

Среди этих учёных был Плаут. Он и Адитья Хуллер, докторант Университета штата Аризона, стажировавшийся в JPL, проанализировали 44 000 радиолокационных эхосигналов от основания полярной шапки за 15 лет данных MARSIS. Они обнаружили ещё десятки ярких отражений, подобных тем, что были в исследовании 2018 года.

Но в своей недавней статье, опубликованной в Geophysical Research Letters, они обнаружили многие из этих сигналов в областях, близких к поверхности, где должно быть слишком холодно, чтобы вода оставалась жидкой, даже при смешивании с перхлоратами, разновидностью соли, обычно встречающейся на Марсе. которые могут снизить температуру замерзания воды.

Исаак Смит из Йоркского университета в Торонто, когда работал в лаборатории, замораживал смектитовые глины жидким азотом, чтобы проверить, как они реагируют на сигналы радара. Результаты поставили под сомнение гипотезу о том, что подземные озёра могут быть найдены на южном полюсе Марса. (Изображение: Йоркский университет / Крейг Резза)

Затем две отдельные группы учёных проанализировали радиолокационные сигналы, чтобы определить, может ли что-то ещё генерировать эти сигналы. Карвер Бирсон из АГУ завершил теоретическое исследование, предложив несколько возможных материалов, которые могут вызывать сигналы, включая глины, металлосодержащие минералы и солёный лёд. Но Исаак Смит из Йоркского университета, зная, что группа глин, называемых смектитами, присутствует по всему Марсу, пошёл дальше в отдельной, третьей статье: он измерил свойства смектита в лаборатории.

Смектиты похожи на обычные горные породы, но образовались они давно жидкой водой. Смит поместил несколько образцов смектита в цилиндр, предназначенный для измерения того, как сигналы радара будут взаимодействовать с ними. Он также облил их жидким азотом, заморозив до —58 ° F (—50 °) — близко к тому, что они были бы на южном полюсе Марса. Смит сказал:

«В лаборатории было холодно. В то время в Канаде была зима, и закачка жидкого азота в комнату делала её холоднее. На мне была шапка, куртка, перчатки, шарф и маска из-за COVID-19. Это было довольно неудобно».

После замораживания образцов глины Смит обнаружил, что их ответ почти полностью соответствует данным радарных наблюдений MARSIS. Затем он и его команда проверили наличие глины на Марсе рядом с этими радиолокационными наблюдениями. Они полагались на данные от MRO, который несёт в себе картографирование минералов под названием Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer, или CRISM. Бинго. Хотя CRISM не может заглядывать сквозь лёд, Смит обнаружил смектиты, разбросанные поблизости от ледяной шапки южного полюса.

Команда Смита продемонстрировала, что замороженный смектит может создавать отражения — не требуется необычного количества соли или тепла — и что они присутствуют на южном полюсе. Невозможно подтвердить, что представляют собой яркие радиолокационные сигналы, если не приземлиться на южном полюсе Марса и не прорыть километры льда. Но недавние статьи предложили правдоподобные объяснения, более логичные, чем жидкая вода. Плаут сказал:

«В планетологии мы часто просто приближаемся к истине. Исходная статья не доказывала, что это была вода, и новые статьи не доказывают, что это не так. Но мы стараемся максимально сузить возможности, чтобы достичь консенсуса».

Предоставлено: НАСА 

Источник: nspirement.com