Поверхность покрытая водой марса

Вода на Марсе

На поверхности Марса все еще может сохраняться жидкая вода, но ее сложно отыскать. Поиск воды начался более 15 лет назад и сейчас мы располагаем уликами в пользу ее наличия на Красной планете. Но ранее она покрывала большие территории. Куда же исчезли водные запасы? И сколько есть еще?

Анализы показывают, что древняя поверхность обладала реками и озерами. Еще миллионы лет назад Марс был теплее и влажнее, а также мог поддерживать микробную жизнь. Но постепенно вода испарилась вместе с большей частью атмосферного слоя.

Где вода сейчас на Марсе?

Жидкая вода должна течь с крутых и теплых склонов на марсианской поверхности. Первый нашли в 2011 году, где подтвердили намеки на соленую жидкость. Фото Марса показывали темные полосы, появляющиеся при смене сезонов. Спектральный анализ говорил, что сформированы соленой жидкой водой. Ниже указана карта Марса с распределением воды.

Карта распределения воды на поверхности Марса

Огромные водные запасы закованы в ледяные осколки и расположены на планетарных полюсах. Эти шапки сокращаются, потому что вода переходит сразу из ледяной формы в газовую, но зимой она трансформируется обратно. Шапки простираются на 3 км и могут полностью покрыть поверхность на 5.6 м.

Замороженная вода Марса также скрывается под поверхностью между экваториальной линией и северным полюсом. Но можно искать и в других территориях. Марс-Экспресс сумел сделать снимки ледяных пластин, погруженных на дно кратеров, а значит вода способна накапливаться в определенных условиях.

Северный марсианский участок со свежим кратером, чей диаметр составляет 6 м. Внутри виден яркий материал (синий)

Водные следы обнаружили еще в 2000 году. Это были овраги, обладающие водным происхождением.

Поиск оазиса с водой на Марсе

В 1971 году Маринер-9 первым расположился на орбите чужого мира. Его снимки демонстрировали русла и каньоны, по которым в прошлом текла вода. Кадры с Викинга также говорили в пользу водной теории.

В начале 90-х гг. мы были завалены информацией о Марсе, присланной от НАСА и ЕКА. Некоторые аппараты наткнулись на минералы, подповерхностный лед и даже горячие источники.

Кратеры влияют на внутреннюю часть планеты. Оказывается, водная циркуляция проходила на глубине в несколько километров примерно 3.7 млрд. лет назад. Больше информации удалось добыть при посадке роверов.

Одна из стоек Феникса, снятая роботом. Кажется, будто два сфероида сливаются. Полагают, что они могут быть жидкой водой

Зонды не только изучали породу, но и проводили различные эксперименты. В 2008 году Феникс заметил осколки яркого материала, которые пропали через 4 дня. Также он отследил водяной пар в образце.

Водные следы в скале нашли Spirit и Opportunity. Последний приземлился в 2012 году и путешествовал по древней территории, когда изучил ряд интересных камней. Но сама планета – не единственное поле изучения марсианской воды. Остаются также и метеориты, которые прилетали к нам с Красной планеты.

Исторические рельефы

Миссии также занимались изучением планетарной поверхности. Более плоские равнины могли вмещать океан, а когда пришли первые признаки засухи, то он разделился на два.

Изменения количества воды на Марсе с течением времени

Ровер Curiosity выяснил, что гора Эолида была создана осадочными отложениями, а значит на планете длительное время существовали бассейны. В нашем случае земля возле рек и озер намного мягче и влажнее. Представлена в основном глиной. То же самое замечают и на Марсе.

Вода нам кажется чем-то привычным, потому что охватывает большую часть планеты. Но в космических пределах это драгоценный дар, за которым охотятся, ведь это намек на возможную жизнь.

Конечно, жизнь на Марсе могла развиваться и в других жидкостях, но мы владеем информацией лишь о воде. Поэтому ученые надеются, что с обнаружением воды на Марсе, мы выйдем и на находку древней жизни.

Источник

NASA: древний океан покрывал 20% поверхности Марса

Марс, который мы знаем сегодня, сухой, пыльный и крайне негостеприимный. Но он не всегда был таким. Растет число доказательств, что Марс был более влажной планетой с умеренной температурой несколько миллиардов лет назад. Ученые NASA недавно опубликовали статью, в которой пришли к выводу, что на Марсе некогда был гигантский океан, который покрывал не меньше половины северного полушария, одну пятую всей поверхности.

Чтобы получить лучшие сведения о влажном прошлом Марса, ученые использовали телескоп Кек II и Инфракрасный телескоп NASA на Гавайях, а также Очень Большой Телескоп ESO в Чили. Они взяли показания марсианской атмосферы за шесть лет и проанализировали состав воды в ледяных шапках. В то время как вся вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, особая форма водорода может менять ее свойства.

Ученые выяснили, что на Марсе была высока концентрация так называемой «тяжелой воды», которая содержит атом водорода с лишним нейтроном — дейтерий. Такие атомы воды встречаются в небольших пропорциях в нашей природе, поэтому высокое соотношение дейтерия к обычному водороду на Марсе говорит о многом.

Марс 4,5 миллиарда лет назад обладал атмосферой, но по мере того, как солнечный ветер выдувал газ, вместе с ним в космос испарилась и большая часть воды. Тем не менее вода с дейтерием осталась на поверхности, а мы знаем соотношение дейтерия с обычными атомами водорода в привычной нам воде. Это позволило NASA оценить, сколько воды было на Марсе много лет назад. Полученные данные показывают, что на Марсе осталось только 13% древнего океана, который сосредоточился по большей части в виде ледяных шапок.

Когда-то объема воды на Марсе было достаточно, чтобы покрыть всю поверхность планеты водоемом глубиной в 137 метров. Разумеется, глубина воды на планете никогда не бывает однородной, поэтому команда ученых решила взглянуть на топологию и увидеть, где, вероятнее всего, собралась бы вода. Оказалось, что северное полушарие планеты имеет огромные плоскости, которые находятся ниже остальной части планеты. Отсюда можно сделать вывод, что именно там располагался марсианский океан. Этот водоем существовал на протяжении миллионов лет и покрывал 20% всей планеты с максимальной глубиной в полтора километра.

Чем больше мы узнаем об эволюции Марса, тем дольше нам кажется его обитаемая фаза. Новые данные показывают, что Марс был влажным в течение более миллиарда лет, пока, наконец, не превратился в холодный шар пыли, который мы знаем сегодня. Но этого миллиарда лет вполне могло быть достаточно, чтобы на Красной планете поселилась жизнь. Осталось только найти доказательства этого. «Кьюриосити» обнаружил метан в марсианской атмосфере, что может указывать на древнюю биологическую активность, но могут быть и другие объяснения. Европейское космическое агентство планирует отправить миссию на Марс в 2018 году, и в ходе этой миссии будут проведены поиски химических сигнатур жизни.

Источник

Марсианский океан тайн: учёные рассказали, как с Красной планеты исчезла вода

Планетологи подсчитали, что Марс терял слой воды глубиной около двух метров каждый миллиард лет. Вот только этих темпов недостаточно, чтобы объяснить нынешнее состояние Красной планеты.

Сколько воды на Марсе сейчас

Это кратер Королёв недалеко от Северного полюса Красной планеты. Диаметр 81 километр. Внутри, по подсчётам учёных, примерно два триллиона тонн льда, и это именно водяной лёд, а не замёрзший углекислый газ.

Южная полярная шапка Марса гораздо меньше северной — всего 400 километров в ширину. Всё дело в том, что ось планеты немного наклонена (на 25 градусов), а орбита несколько вытянутая. То есть за время облёта вокруг Солнца Марс то приближается к светилу на расстояние 207 миллионов километров (это называется перигелием), то удаляется до 249 миллионов километров (это афелий). Так вот, в перигелии планета «смотрит» на свою звезду южным полушарием. Значит, на юге лето всегда жарче, хотя и короче.

Южная полярная шапка Марса. Фото © NASA

— В 2004 году спектрометр OMEGA на Mars-Express обнаружил, что Южная полярная шапка двухслойная. То есть одновременно в спектрах Марса наблюдались полосы и водяного, и углекислого льда. И это было одно из первых прямых доказательств того, что под сухим льдом находится водяной, — рассказал в интервью Лайфу руководитель лаборатории экспериментальной спектроскопии Института космических исследований РАН Анна Фёдорова.

В 2012–2015 годах окрестности Южного полюса тщательно просканировал прибор на борту зонда Mars-Express — MARSIS. Он посылал на поверхность радиосигналы и фиксировал, как они отражаются. В 2018 году учёные сообщили, что в одном месте, примерно в 500 километрах от полюса, есть участок 20-километровой ширины, который отражает очень подозрительно — совсем не так, как лёд или грунт. Вывод исследователей: на глубине полутора километров прячется озеро. Вода в нём имеет температуру ниже нуля по Цельсию, но она настолько солёная, что не замерзает. Позже в Университете Аризоны предположили, что водоём может подогреваться изнутри за счёт остатков тепла от древней вулканической активности планеты. Этой активности уже миллионы лет как нет, но какие-то очень слабые процессы ещё могут происходить.

То есть мало того, что вода на Марсе есть, — она кое-где даже не замерзает.

А это снимок, сделанный на основе данных межпланетной станции Mars Reconnaissance Orbiter. Здесь разными цветами обозначен лёд, найденный под поверхностью: сиренево-синие оттенки — самые неглубокие залежи, сантиметров 10–20, зелёный и жёлтый цвет — уже до 70 сантиметров, красный — ещё дальше.

По примерным представлениям, на поверхности и в верхнем слое марсианской мерзлоты примерно пять миллионов кубических километров льда. Если всё это растопить и равномерно распределить по поверхности, получится глобальный океан 35-метровой глубины. Это как минимум. Планетологи подозревают, что в глубине льда ещё больше.

И это тем более поразительно, что при ближайшем рассмотрении марсианского рельефа становится ясно, что сохранившиеся запасы воды — лишь жалкие льдинки по сравнению с тем, что было несколько миллиардов лет назад.

Каким был древний Марс?

Примерно таким. На севере, как предполагают учёные, был океан глубиной до 500 метров, а по площади почти такой же, как наш Северный ледовитый. Атмосфера — возможно, такая же плотная, как на Земле. Летом — до 50 градусов жары по Цельсию.

По мнению учёных, какое-то количество воды было на планете изначально, то есть содержалось уже на этапе её зарождения, но многое было принесено с ледяными или полуледяными метеоритами. Примерно четыре миллиарда лет назад на Марсе шла натурально массированная бомбардировка. Её самые отчётливые последствия наблюдают сейчас на Земле Ноя, это юг планеты. Именно поэтому тот далёкий период в марсианской геологии назвали нойским.

Потом была Гесперийская эра (3–3,8 миллиарда лет назад) — это в честь плато Гесперид, тоже в южном полушарии. Там породы как раз намного моложе, ударных кратеров сравнительно немного, зато есть крупный вулкан Тирренус Монс. Наука считает, что именно так всё и было в те времена: метеоритный обстрел практически закончился, а усилились повсеместные извержения. А вулканы поддерживали на планете настолько тёплый и влажный климат, что на Марсе в то время вполне могла бы быть жизнь. Кстати, на этот счёт имеются весьма интересные научные данные.

Это метеорит весом почти два килограмма, нашли его ещё в 1984 году в Антарктиде. По составу камня учёные с непоколебимой уверенностью определили, что он прилетел с Марса — откололся от поверхности из-за падения на планету какого-то мощного небесного тела примерно четыре миллиарда лет назад. И вот что там рассмотрели в 1990-е годы через электронный микроскоп.

Биологи заявили, что это окаменелые бактерии. Есть, правда, версия, что это земные окаменелые бактерии. Но, с другой стороны, они настолько мелкие, несколько десятков нанометров, что земной науке ничего подобного не известно.

— Если это открытие подтвердится, это, несомненно, станет одним из самых потрясающих открытий в глубинах нашей Вселенной, когда-либо совершённых наукой, — сказал по этому поводу тогдашний президент США Билл Клинтон.

Что случилось с Марсом?

Копилку информации об этом недавно пополнила орбитальная станция Mars Express, она летает вокруг Красной планеты вот уже восемь марсианских лет, то есть 16 земных. На борту работает спектрометр SPICAM, и он в том числе улавливает и анализирует свет, который проходит сквозь атмосферу Марса.

— Этот прибор проводит измерения методом солнечных затмений, когда солнечное излучение наблюдается на просвет через атмосферу. Это очень чувствительный метод, позволяющий измерить вертикальное распределение атмосферных газов с высокой точностью. И водяной пар — один из тех газов, которые измеряет этот прибор, — пояснила Анна Фёдорова.

По её словам, за последние восемь марсианских лет планета пережила уже две глобальные пылевые бури — в 2007 и 2018 годах. По летоисчислению Красной планеты это 28 и 34 марсианские года соответственно: отсчёт ведётся с момента первого отмеченного учёными весеннего равноденствия на планете — 11 апреля 1955 года.

Так вот, спектральный анализ показал, что во время летней пылевой бури водяной пар поднимается на высоту вплоть до 90 километров. А на этой высоте солнечное ультрафиолетовое излучение проходит уже совершенно беспрепятственно, оно разрушает молекулы воды, а отдельные атомы водорода после этого просто уносит в космос.

— Вокруг Марса существует водородная корона, и основным поставщиком водорода туда является именно марсианская вода. Недавно были обнаружены её сезонные изменения, которые говорят, что водород может улетать с планеты быстрее, чем считалось ранее (следовательно, Марс быстрее теряет воду). Одновременные наблюдения этой короны и водяного пара в атмосфере дали возможность определить, как скорость потери воды зависит от её поднятия на большие высоты, — говорит Анна Фёдорова.

Когда Марс оказывается в афелии, то есть улетает подальше от Солнца, на Марсе очень холодно, и водяной пар не поднимается выше 50–60 километров. А когда Марс ближе к Солнцу (перигелий), становится гораздо теплее и пар взлетает высоко.

— Кроме того, внезапно было обнаружено, что скорость диссипации (рассеяния в космосе. — Прим. Лайфа) водорода возрастает в течение недели на порядок. Это было обнаружено в первую пылевую бурю 28-го марсианского года и связано именно с присутствием водяного пара на больших высотах, — отметила специалист ИКИ РАН.

Если так, то на Марсе должно было происходить нечто такое, о чём мы пока не знаем. В лаборатории исследований атмосферы LATMOS Национального центра космических исследований Франции сопоставили измерения SPICAM с другими данными и составили модель возможного темпа обезвоживания Марса. Получилось, что планета каждый миллиард лет теряла примерно двухметровый слой воды. Но есть загвоздка: этого слишком мало. Структура поверхности указывает на то, что при такой скорости сейчас воды на Марсе было бы намного больше, чем есть в реальности.

— Какая-то часть всё-таки ушла в космос. Возможно, это не основная часть, всё-таки это процент, это не всё, но это значительно больше, чем оценивалось ранее, — уверена Анна Фёдорова.

Она добавила, что в этом наверняка замешаны колебания оси вращения планеты — когда-то она была наклонена гораздо сильнее: на все 45 градусов. Значит, полюса лучше разогревались, полярные шапки таяли и заполняли водой атмосферу.

— Из-за прецессии (кругового движения оси вращения планеты) более жаркое лето случается уже на севере, а не на юге, и вода начинает перекачиваться из одного полушария на другое в эти периоды. Возможно, вода на поверхности перемещалась с одного полушария на другое очень много раз, — подчеркнула исследователь.

А ещё Марс не очень симметричен, это называется «дихотомией поверхности»: северное полушарие намного ниже, чем южное.

— Это очень сильно влияет в том числе на перенос воздушных масс, то есть существует много нюансов, — добавила научный сотрудник.

Есть альтернативная гипотеза: большая часть воды никуда не улетела — планета её просто впитала. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения NASA смоделировали сразу три типа процессов, которые миллиарды лет шли на Марсе: выбросы газов из вулканов, уход частиц водорода из атмосферы в космос и гидратацию минералов — это такой процесс, при котором молекулы воды встраиваются в кристаллическую структуру породы на её поверхности. И, по подсчётам американских учёных, вышло, что именно марсианский грунт вобрал в себя минимум 30%, а то и 90% всей воды, которая на планете была изначально.

Конечно, недра должны были какую-то часть отдавать обратно в результате извержений вулканов, но Марс сравнительно быстро остыл, его тектоническая активность сошла на нет. Учёные подчёркивают, что тем же законам подчиняется и геология Земли: у нас тоже постоянно гидратируются минералы, но наша планета продолжает подавать признаки довольно активной жизни — и землетрясения случаются, и вулканы извергаются. Это означает, что гидратированные породы перемешиваются в раскалённой мантии, вода из них высвобождается и выходит обратно в атмосферу.

Выходит, Марсу одновременно во многом не очень повезло: и ось сильно раскачивается, и орбита не самая удачная, и от Солнца далековато, и магнитного поля для защиты от радиации практически нет. Вдобавок вулканы молчат и полушария по высоте разительно отличаются. Если такой мир можно сделать жизнепригодным, то наверняка жить там будет всё же очень трудно. А впрочем, может быть, именно тогда мы наконец начнём ценить Землю.

Самое интересное из мира науки и технологий — в телеграм-канале автора.

Источник