Вода на марсе обнаружена шутка
Обновлено: 22.11.2024
Невероятное открытие было сделано всего лишь несколько часов назад, однако предварительные данные о количестве воды в настоящий момент не обнародованы, к тому же, остаётся и неизвестным сам состав.
Ручьи, обнаруженные на Марсе, позволят не только в последующем попытаться обнаружить здесь жизнь, но и вполне вероятно колонизировать эту планету, поскольку создание специальных оранжерей позволит выращивать растения, которые в свою очередь смогут производить кислород необходимый для жизнедеятельности большей части живых организмов.
В настоящий момент все работы по изучению этой планеты будут направлены на попытки установления состава воды, а также её реального количества.
Вода в глубине
По мнению многих специалистов, на Марсе когда-то плескался океан, были реки и озера. И по сей день на Марсе хватает воды, но только в виде льда. Дело в том, что сегодня средняя температура поверхности планеты равна минус 63°С. Лишь вблизи экватора она иногда поднимается выше нуля. Тогда содержащийся в грунте лед может растаять. Но не стоить искать на Марсе лужи талой воды: при атмосферном давлении в 0,6% земного влага быстро обращается в пар. На сухой и пыльной поверхности планеты нет и не может быть водной глади.
Но три года назад СМИ взорвались заголовками: на Марсе обнаружено озеро! Правда, не на поверхности, а под полуторакилометровым слоем льда. Гипотетический водоем диаметром около 20 км и глубиной не менее метра был обнаружен вблизи Южного полюса Марса в районе, известном как Ultimi Scopuli.
Реклама на ForbesМарс — самая подходящая планета для поиска внеземной жизни. И обнаружение там жидкой воды — событие, безусловно, волнующее. Но как ученые сделали это открытие и насколько они уверены в своих выводах?
Разумеется, никто не бурил на планете скважину глубиной 1,5 км. Интригующие данные были получены радаром MARSIS с борта Mars Express — искусственного спутника Марса, принадлежащего Европейскому космическому агентству. Этот прибор работает так же, как любой другой радар: посылает к объекту исследования радиоволны и принимает отраженный сигнал.
Южная полярная шапка Марса сложена из водяного льда, углекислого («сухого») льда и минеральной пыли. Радиоволны проникают в нее на некоторую глубину, так что можно строить трехмерную карту ее ледяных недр. Но чем глубже находится тот или иной слой, тем слабее отраженное от него излучение. Это естественно, ведь радиоволны частично поглощаются толщей льда, через которую проходят дважды: по пути от антенны до отражающего слоя и обратно. Поэтому самый ясный и отчетливый сигнал радар получает с поверхности полярной шапки.
Однако авторы нашумевшего исследования обнаружили нечто странное. Сигнал, отраженный от некого объекта на глубине 1,5 км, был интенсивнее, чем с поверхности! Исследователи предположили, что здесь присутствует какое-то вещество, отражающее радиоволны лучше, чем лед. Какое же? Напрашивалась гипотеза, что это жидкая вода. Тем более что подледные озера есть и на Земле. Специалисты посчитали и убедились: отражательная способность воды прекрасно объясняет свойства сигнала.
Корабль Mars Express Европейского космического агентства · ESA · NASA · JPL-CaltechЖар сомнений
Авторы открытия не претендовали на то, что существование подледного озера — доказанный факт. Они лишь утверждали, что это самая убедительная интерпретация данных. Ученые вообще, как правило, очень осторожны в выводах, и лишь в пересказах СМИ те приобретают сенсационную категоричность.
Между тем «озерная» гипотеза, при всей ее привлекательности, вызывает очевидный вопрос: почему вода не замерзла? Да, подледные водоемы есть в Антарктиде и Арктике, но на полюсах Марса гораздо холоднее. В 2019 году независимая научная группа подсчитала, что даже при самых больших концентрациях природных солей гипотетическое озеро неминуемо замерзло бы без дополнительного источника тепла. Либо это вообще не водоем, заключили ученые, либо его подогревает некая «печка». Таким обогревателем мог бы быть подземный очаг жидкой магмы, вдвое увеличивающий тепловой поток из недр Марса.
Но существуют ли на планете магматические очаги прямо под поверхностью? Подобное открытие стало бы не меньшей сенсацией, чем обнаружение воды. Самые свежие следы вулканизма на Марсе имеют возраст 2,5 млн лет. Правда, совсем недавно ученые зафиксировали на поверхности планеты интригующую деталь, которая может оказаться следами недавнего (50 000–200 000 лет назад) извержения. Но говорить об этом как о факте определенно еще рано.
А в 2020 году исследовательская группа, включающая многих авторов первоначального открытия, сообщила об обнаружении еще нескольких «озер» поблизости от первого. Они были открыты с помощью все того же радара MARSIS. Правда, авторы использовали новые алгоритмы обработки данных, которые обычно применяются для исследования земных ледников.
Этот результат вдохновляет, но и озадачивает. Если это все-таки вода, почему она не замерзает? Неужели подогревающий ее гипотетический очаг магмы так велик, что его хватает на несколько озер, пусть и расположенных близко друг к другу? А если не вода, то что же это?
Рассмотрели с орбиты
Открытие было сделано при помощи радара "Марсис" (Marsis) на борту орбитальной станции "Марс экспресс", обращающегося вокруг Красной планеты с декабря 2003 года.
Автор фото, ESA/DLR/FU Berlin / Bill Dunford
Подпись к фото,Значительные запасы жидкой воды были обнаружены под шапкой Южного полюса Марса
Радар использует технологию, которая применяется для изучения подледных озер в Антарктиде, Гренландии и Канаде, адаптированную к условиям Марса.
"Самое вероятное объяснение имеющихся данных состоит в том, что интенсивность отражения от поверхности Марса возрастает в местах, где имеются обширные резервуары с жидкостью", - говорит Себастьян Лауро из университета Тре в Риме.
В 2018 году, анализируя информацию от "Марсиса", исследователи предположили существование в районе Южного полюса подземного озера протяженностью около 20 км.
Это открытие было основано на 29 замерах, сделанных в 2012-2015 годах. Сейчас международная группа исследователей, многие из которых работали и в 2018 году, дополнительно проанализировала данные еще 134 замеров за период с 2010 по 2019 год.
"Мы не только подтвердили изначальное открытие, но и нашли еще три озера меньшего размера, окружающих основное, - говорит Елена Петтинелли из университета Тре. - Из-за ограниченных технических возможностей радара и его удаленности от марсианской поверхности мы не можем с уверенностью сказать, связаны они между собой или нет".
Следующий анекдот
В 2018 году планетологи обнаружили на Марсе нечто, весьма похожее на огромное озеро жидкой воды. Теперь же исследователи нашли еще десятки подобных объектов. Похоже, что южная полярная шапка Красной планеты буквально усыпана водоемами. Если, конечно, необычный сигнал радара действительно порожден жидкой водой.
Что дальше?
Хотя само существование водного резервуара будоражит воображение тех, кого интересует возможность существования на Марсе жизни - пусть даже в прошлом, - характеристики озера ещё нужно подтвердить дальнейшими исследованиями.
"Сейчас необходимо повторить произведенные измерения в других местах, чтобы посмотреть на похожие сигналы, подумать над другими возможными причинами таких результатов и - надеюсь - исключить любые альтернативные объяснения", - объясняет профессор Открытого университета Мэтт Балми.
"Может быть, это послужит отправной точкой для организации нового запуска к Марсу, чтобы пробурить скважину к этому водному карману - как это было сделано с земными озерами, скрытыми под ледниками Антарктики", - рассуждает он.
Крепкий рассол
Поскольку и там температура держится на уровне значительно ниже точки замерзания, исследователи объясняют жидкое состояние воды высоким содержанием в ней солей.
Автор фото, Nature
Подпись к фото,Основное озеро окружено тремя водоемами меньших размеров
Проведенные эксперименты показали, что вода, насыщенная солями магния и перхлората кальция, превращается в лед при -123 градусах.
"Эти опыты продемонстрировали, что соленые водоемы могут существовать на протяжении целых геологических периодов даже при температурах, типичных для полярных районов Марса, - говорит соавтор исследования Грациела Капрарелли из университета штата Южный Квинсленд в Австралии. - Но возникновение и сохранение таких подземных озер требует высокой солености".
Следующий анекдот
2060 г. Прилетаешь домой после экскурсии на Марс, снимаешь экзоскелет, даёшь ванне указание наполниться и телепортироваться в спальню. Сам в это время копируешь из мозга на флешку воспоминания об экскурсии. Затем залезаешь в ванну, а она ледяная. Ты совсем забыл, что на две недели отключили горячую воду.
Следы ранних форм жизни
Может ли существовать в озерах любая форма жизни, зависит от степени их солености. На Земле в сильно соленых водоемах выживает только особый тип микробов, именуемых галофилами.
"Возникновение единственного подледного озера можно было бы отнести на счет каких-то исключительных обстоятельств, например, наличия рядом скрытого под ледяной шапкой вулкана. Но открытие целой системы озер говорит о том, что их образование - процесс относительно простой и распространенный, и что такие озера, вероятно, существовали на протяжении значительной части истории Марса", - говорит научный руководитель программы "Марсис" Роберто Оросеи.
"Поэтому в них могут сохраниться следы тех форм жизни, которые имелись на Марсе, когда там имелись плотная атмосфера, более теплый климат, вода на поверхности планеты, и условия напоминали те, что были на Земле в ранний период", - считает ученый.
Как озеро было обнаружено?
Радар Marsis исследует поверхность планеты и верхние слои грунта, излучая электромагнитные волны и изучая отраженный сигнал.
Непрерывная светлая линия на фото чуть выше отображает верхний слой осадочных отложений на южном полюсе планеты. Он представляет собой тестообразную смесь, состоящую из пыли и замороженной воды.
Однако под ним ученые обнаружили что-то необычное.
"Голубым цветом обозначена область, которая отражает сигнал значительно лучше, чем поверхность планеты. Для нас это показатель наличия воды", - объясняет профессор Оросеи.
Автор фото, USGS Astrogeology Science Center, Arizona State Un
Подпись к фото,Синим цветом обозначена область с высоким коэффициентом отражения - то самое озеро
Следующий анекдот
Озеро размером около 20 км в поперечнике расположено у южного полюса планеты и скрыто толстой ледяной шапкой.
Открытие было сделано при помощи радара Marsis, установленного на межпланетной станции "Марс-экспресс".
Ранее исследователи предполагали, что по поверхности Марса может иногда ненадолго разливаться вода тающих ледников (учитывая низкое давление, она должна очень быстро испаряться), однако впервые появились основания полагать, что на Красной планете существует и постоянный жидкий водный резервуар.
Марсоход НАСА "Кьюриосити" обнаружил на поверхности планеты лишь высохшие озера, доказав, что в прошлом вода на Марсе была.
Однако с тех пор температура на планете значительно понизилась из-за очень разреженной атмосферы - и большая часть воды превратилась в лед.
Автор фото, NASA/JPL/Malin Space Science Systems
Подпись к фото,Озеро скрыто под толстым слоем льда
"Возможно, это не очень большое озеро", - говорит руководитель исследования, профессор Итальянского национального института астрофизики Роберто Оросеи.
Радар не смог измерить толщину водяного слоя, однако ученые полагают, что она никак не меньше метра.
"Это позволяет классифицировать его как самостоятельный водный резервуар. Это озеро, а не просто заполненное талой водой пространство между льдом и горной породой, какие иногда можно найти и под ледниками на Земле", - добавляет он.
Автор фото, ESA/INAF
Подпись к фото,"Марс-экспресс" изучает поверхность Красной планеты (рисунок), а сверху - результаты работы радара
Следующий анекдот
Три подземных озера обнаружены в районе Южного полюса Марса с помощью радара автоматической межпланетной станции Европейского космического агентства "Марс экспресс". Ранее, в 2018 году, там уже было обнаружено одно такое озеро.
Поскольку наличие воды является ключевым условием существования жизни, ее открытие на любом космическом теле привлекает особое внимание. Однако, как предполагают ученые, вода в марсианских озерах настолько соленая, что в ней не выживут и самые стойкие микробы.
Поскольку атмосфера Марса очень разрежена, а температуры ниже, чем в Антарктике, на его поверхности вода в жидком виде находиться не может. Озера находятся на глубине примерно полутора километров под состоящей из льда и песка полярной шапкой.
Значит ли это, что на Марсе возможна жизнь?
Определённо ответить на этот вопрос нельзя. Пока нельзя.
"Мы давно знаем, что поверхность Марса непригодна для жизни - в том виде, в каком мы ее знаем. Поэтому в поисках жизни мы переключились на верхние слои грунта, - объясняет профессор Открытого университета Маниш Патель. - Там можно найти достаточную защиту от вредного излучения, а давление и температура поднимаются до более приемлемого уровня. Но главное - именно в таких условиях может существовать в жидком состоянии вода, составляющая основу жизни".
"Ищи воду" - именно так звучит основной принцип астробиологии - науки, изучающей возможность существования жизни за пределами Земли.
Такие образом, новое открытие позволяет с большой долей вероятности предположить наличие воды, но больше ничего не подтверждает.
"Мы не приблизились к обнаружению жизни как таковой, - говорит Патель, - но это открытие указывает нам, где именно ее искать на Марсе. Это как карта сокровищ - только в данном случае крестов на ней может оказаться немало".
Автор фото, Science Photo Library
Подпись к фото,Астробиологи изучают экстремальные природные условия, в том числе солёные озёра Земли
Температура воды и ее химический состав также могут представлять проблему для возможных марсианских организмов.
Чтобы вода оставалась в жидком состоянии в таком холоде (по расчетам ученых, ледниковый слой начинает таять на глубине, где температура составляет от -10 до -30 градусов), в ней должно быть растворено очень много солей.
"Вполне вероятно, что эта вода представляет собой экстремально холодный соляной раствор, что для жизни, мягко говоря, не самые идеальные условия", - объясняет астробиолог Сент-Эндрюсского университета.
[[,"type":"media","field_deltas":>,"attributes":>]]
Планета озер?
И вот недавно Адитья Хуллер и Джеффри Плот из Лаборатории реактивного движения НАСА предприняли новое исследование. Они составили трехмерную карту южнополярных слоистых отложений. Этот геологический регион включает и район Ultimi Scopuli, где были обнаружены предполагаемые озера. Эти отложения хранят климатическую историю Марса за миллионы лет, так что у ученых есть причины интересоваться ими и помимо «водного вопроса». Заметим, что ни Хуллер, ни Плот не участвовали в открытии нашумевших «озер».
Дуэт планетологов обработал данные, накопленные прибором MARSIS с 2005 года. За это время Mars Express совершил более 15 000 витков вокруг Марса, и на протяжении более чем 2 000 оборотов радар сканировал упомянутые отложения. Это позволило составить их карту с разрешением 1,5 км по горизонтали и 50 м по глубине.
На свежей карте авторы обнаружили десятки «подледных озер», аналогичных тому, что произвело сенсацию в 2018 году. Оказалось, что они разбросаны по всему району южнополярных слоистых отложений, куда более обширному, чем Ultimi Scopuli, и занимающему 1,6 млн кубических километров льда. Эти результаты были изложены в научной статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters.
Реклама на Forbes«Мы не уверены, являются ли эти сигналы [признаками наличия] жидкой воды или нет, но они, по-видимому, гораздо более распространены, чем те, что были обнаружены в исходной статье, — констатирует Плот. — Либо жидкая вода обычна под южным полюсом Марса, либо эти сигналы указывают на что-то еще».
Пока планетологам была известна лишь тесная группа «озер» в районе Ultimi Scopuli, еще можно было предположить, что они согреваются подземным теплом. Но гипотеза, что под южной полярной шапкой Марса разбросаны десятки магматических очагов, выглядит уж слишком смело. При этом многие из «водоемов», обнаруженных Хуллером и Плотом, находятся под менее толстым слоем льда, чем обнаруженное в 2018 году «озеро». Значит, они должны быть еще холоднее, и объяснить наличие в них жидкой воды еще труднее.
Похоже, что мы не знаем о Марсе чего-то важного. Возможно, там по каким-то причинам остается жидкой вода, которой положено замерзнуть. Или же вблизи южного полюса планеты есть что-то еще, что выглядит как вода на радарных изображениях. В таком случае весьма интересно было бы выяснить, что же это такое. Ответить на этот вопрос помогут только новые исследования.
Читайте также: