На протяжении многих лет астрономы считали, что поверхность Марса замерзла около 3 миллиардов лет назад и с тех пор остается в твердом состоянии. Согласно этой гипотезе, вся жидкая вода либо находится глубоко под поверхностью, либо давно испарилась в космос.
Новый анализ минералогических данных, полученных китайским марсоходом «Чжужун», ставит под сомнение это предположение. Группа ученых из Университета Гонконга под руководством Цзячэна Лю выявила свидетельства наличия минеральных кристаллов, которые могли образоваться исключительно в стоячей воде, причем данная находка была сделана на значительно более молодом участке марсианской поверхности, чем предполагали исследователи.
В мае 2021 года «Чжужун» (Zhurong), первый китайский марсоход, приземлился на равнине Утопия — обширной низменности в северном полушарии планеты. В течение 93 дней он собирал информацию о поверхности Марса, прежде чем его миссию прервала пылевая буря в 2022 году. За это время камеры устройства запечатлели яркие плоские камни, выступающие из песка, а его инструменты передали данные, указывающие на наличие минералов, содержащих воду.
Команда Лю провела повторный анализ данных «Чжужуна» более детально, при этом исследователи сконцентрировались не только на химическом составе, но и на микроструктуре породы. Под поверхностью плит обнаружились кристаллы необычных форм: одни напоминали свернутые капустные листья, другие — разветвленные «елочки». Объединив данные лазерной и инфракрасной спектроскопии, ученые смогли установить, что эти формы были образованы селенитом — крупнокристаллической формой гипса.
Ключевой аспект открытия заключается в том, как именно формируется такой минерал. Селенит кристаллизуется непосредственно из концентрированного соляного раствора — по сути, из стоячей соленой воды, которая испаряется или замерзает. Это означает, что подобные кристаллы не могут быть следами кратковременного увлажнения, а представляют собой надежный признак длительного существования водоема в этом месте. По толщине минерализованного слоя команда пришла к выводу, что для его формирования понадобилось бы эквивалентное количество воды толщиной примерно от 6 до 25 метров, которая накапливалась у поверхности в течение времени.
Возраст самой поверхности был оценен по плотности ударных кратеров и составляет примерно 757 миллионов лет. Это на сотни миллионов лет меньше рубежа, после которого Марс считается окончательно высохшим. Авторы исследования предполагают, что соленая подземная вода могла подниматься вверх под действием тепла от вулканической активности, скапливаться и постепенно концентрироваться, замерзая сверху вниз. В таких условиях и образовывались кристаллы селенита.
Если измерения верны, это означает, что жидкая вода на поверхности или в непосредственной близости от нее сохранялась на Марсе значительно дольше, чем предполагают традиционные климатические модели. Еще более интригующим является то, что кристаллы селенита способны «запечатывать» микроскопические включения той жидкости, из которой они росли. Это своего рода капсулы времени, которые потенциально хранят химический «снимок» древней марсианской среды — ее соленость, состав растворенных веществ, возможно, даже органические молекулы.