Безводный Марс не высох мгновенно. Красная планета испытывала множество циклов оледенения и оттаивания, постепенно утрачивая свои водные ресурсы. Новое исследование помогает разобраться в том, где на Марсе все еще присутствует водяной лед.
На протяжении многих лет ученые интересовались тем, сколько воды когда-то находилось на Марсе и что послужило причиной его постепенного превращения в бесплодную планету, которую мы наблюдаем сейчас. Новое исследование, опубликованное в журнале Geology, помогает пролить свет на эту загадку. Оно посвящено анализу марсианских кратеров, которые служат «ледяными архивами», содержащими замороженные свидетельства прошлого планеты. Эти кратеры подтверждают, что на протяжении сотен миллионов лет Марс неоднократно подвергался ледниковым периодам. Однако с каждым циклом объем оставшегося льда заметно уменьшался.
Изучив ледниковые рельефные формы, сохранившиеся в кратерах на широтах от 20° до 45° северной широты, исследовательская группа смогла восстановить процесс накопления и утраты воды на Марсе на протяжении геологического времени планеты.
По словам доцента Тришита Руджа из Института планетарных материалов Университета Окаяма, Марс многократно испытывал ледниковые периоды, но количество льда, образовавшегося в кратерах, со временем существенно сокращалось. Эти ледяные «капсулы времени» не только демонстрируют, как планета теряла воду, но и указывают на места, где будущие исследователи могут обнаружить скрытые запасы льда.
Чтобы изучить этот вопрос, ученые проанализировали высококачественные снимки, сделанные орбитальным аппаратом NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Они сосредоточились на кратерах с признаками оледенения, такими как хребты, морены (груды обломков, оставленные ледниками) и «мозговой ландшафт» (поверхность с углублениями, напоминающая извилины, образованная ледяными рельефами). Сравнив форму и ориентацию этих объектов с климатическими моделями, исследователи установили, что лед постоянно накапливался на более холодных, затененных юго-западных стенках кратеров. Эта тенденция наблюдалась на протяжении различных ледниковых периодов, начиная с 640 миллионов лет назад и заканчивая последним 98 миллионов лет назад.
Результаты показывают, что Марс не просто замерз однажды — он подвергался множественным циклам замерзания и оттаивания, вызванным изменениями наклона его оси (эклиптической долготы). В отличие от Земли, наклон Марса может значительно меняться на протяжении миллионов лет, перераспределяя солнечный свет и вызывая циклы накопления и таяния льда. Эти изменения определяли, где на поверхности планеты мог сохраняться водяной лед. Однако с течением времени в каждом цикле объем накопленного льда становился все меньше, что указывает на постепенное высыхание планеты.
Значение этой работы выходит за рамки понимания марсианского климата. Скрытые запасы льда могут быть критически важны для будущих пилотируемых экспедиций на Марс. Погребенный лед можно использовать для получения питьевой воды, преобразования в кислород для дыхания и разделения на водород и кислород для производства ракетного топлива — этот процесс известен как использование ресурсов на месте. Это позволит астронавтам жить за счет ресурсов планеты, а не доставлять все с Земли, что сделает долгосрочные миссии более реалистичными и доступными.