В 2018 году появились намеки на то, что на глубине 1,5 км под ледяной поверхностью южной полярной равнины Марса есть полость диаметром около 20 км, заполненная жидкой водой. Тогда данных было мало, и полной уверенности в открытии быть не могло. Новые, гораздо более полные данные, учитывающие наблюдения за 2012–2019 годы, не только подтверждают существование первого озера, но и говорят о наличии еще трех озер.
// elementy.ru
В июле 2018 года ученые сообщили, что радар автоматической межпланетной станции Mars Express обнаружил под ледяной поверхностью южной полярной равнины Марса полость, предположительно заполненную жидкой водой. Такой вывод они сделали на основе анализа данных 29 пролетов над этой областью, произошедших в 2012–2015 годах. Это подледное озеро диаметром около 20 км, расположенное на глубине 1,5 км, стало первым известным постоянным водоемом на Красной планете. Новое исследование, объединяющее уже 134 наблюдения за период с 2012 по 2019 год, не только подтвердило наличие этого озера, но и выявило еще три.
Большая часть этого льда находится под слоем поверхностных отложений, поскольку при нынешних климатических условиях лед не может стабильно существовать на поверхности — быстро испаряется. Только в приполярных областях температура достаточно низкая для стабильного существования льда в течение всего года — это полярные шапки Марса. Нижняя их часть, сложенная водяным льдом с небольшим количеством пыли, не меняется в течение марсианского года, а вот верхняя часть, мощностью около 1 м, состоящая из замороженного углекислого газа (сухого льда), зимой разрастается, а летом тает. Еще одним исключением являются некоторые кратеры, такие как кратер Королёв, на дне которых лед защищен от испарения слоем холодного воздуха (см. Лед в кратере Королёв).
...
Зондирование с помощью MARSIS южной полярной области показало Марса, что р
айон вокруг южного полюса покрыт слоистой толщей водяного льда (чистого или с примесью пыли от 10 до 20%) общей мощностью около 1,5 километров. В какой-то степени ее можно считать аналогом вечной мерзлоты на Земле. Сверху эта толща сезонно покрывается слоем сухого льда — твердого диоксида углерода CO2 — толщина которого в зимнее время достигает 1 м.
В одном месте под слоистым покровом мерзлоты радар зафиксировал область мощного усиления отраженного сигнала
размером 20 на 30 км. Сопоставив свойства отраженного сигнала и диэлектрическую проницаемость области, итальянские планетологи, управляющие работой MARSIS и обрабатывающие результаты его наблюдений, пришли к выводу, что это карман с озером жидкой воды (R. Orosei et al., 2018. Radar evidence of subglacial liquid water on Mars). Прибор не смог точно определить глубину озера, но она должна составлять минимум один метр, иначе радар не увидел бы его.
Построив температурный профиль под поверхностью в этой области, ученые
оценили температуру озера в −68,15 °C. При этом исследователи исходили из предположения, что температура внутри ледяной толщи меняется линейно от 160 К на поверхности до 170–270 К (в зависимости от толщины слоя льда) в ее основании.
Чтобы оставаться жидкой при таких низких температурах, вода в озере должна быть очень соленой. По мнению авторов, озеро может быть заполнено насыщенным раствором перхлоратов магния, кальция и натрия. Такие растворы могут оставаться жидкими и при более низких температурах. В 2008 году космический аппарат НАСА «Феникс» обнаружил перхлораты в почвах северной полярной области Марса. Кроме того, устойчивости жидкой фазы способствует давление огромной толщи льда, так как озеро не имеет выхода на поверхность.
В 2018 году открытие итальянских ученых многие восприняли скептически. Во-первых, наблюдений было очень мало, чтобы делать однозначные выводы. Во-вторых, существование единственного подледникового озера могло быть связано с особыми локальными условиями, например, с когда-то действовавшим под ледяным покровом вулканом.
Исследователи, работающие в проекте MARSIS, продолжили поиски и теперь объявили уже о достоверном открытии целой системы подледниковых озер в районе Ultimi Scopuli в южной полярной области Марса. А это означает, что процесс их образования не является уникальным и подобные озера могут присутствовать и в других места, а Красная планета может обладать огромной подповерхностной гидросферой. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.
До этого больше говорили не о гидросфере, а о криолитосфере Марса, так как считали, что вся вода здесь находится в твердом состоянии. Аппараты Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter и Mars Express подтвердили повсеместное присутствие льда в приповерхностном слое Марса, в том числе в средних широтах. А радиолокатор подземного зондирования SHARAD станции Mars Reconnaissance Orbiter (предшественник радара MARSIS) показал, что это действительно водяной лед.
...
Общая площадь, которую занимают озера, по оценкам исследователей, составляет 75 тыс. км2.
Что касается природы озер, то авторы отвергают версию о локальной магматической активности под областью Ultimi Scopuli, так как они не зафиксировали здесь никакой геотермальной аномалии или даже локального теплового потока. Они объясняют существование жидкой фазы в основании ледового слоя высокой концентрацией растворенных солей в растворах.
По мнению исследователей, в основании ледового слоя могут находиться многочисленные озера, в которых,
по аналогии с подледным озером Восток в Антарктиде, могли сохраниться микробы, которые обитали на поверхности Красной планеты, когда у нее был более теплый климат и жидкая вода на поверхности.
По их расчетам, растворимость свободного кислорода в этих рассолах может до шести раз превышать минимальный уровень, необходимый для микробного дыхания, а значит можно ожидать здесь обнаружение не только экстремофилов и анаэробов, и даже аэробных микробов.
Но для начала существование самих подледных озер должны подтвердить независимые наблюдения китайской миссии «Тяньвэнь-1», которая выйдет на орбиту Марса в феврале 2021 года. На борту станции находится радарное оборудование, которое по своим возможностям не уступает MARSIS и SHARAD.