Сезонные заморозки на Марсе могут привести к появлению пятен соленой воды

Фото из открытых источников

В 1976 году миссии НАСА «Викинг-1» и «Викинг-2» совершили посадку на Марс и начали проводить первые астробиологические исследования на другой планете. Они включали анализ образцов почвы на предмет возможных признаков органических молекул и биологических процессов (так называемых «биосигнатур»). Результаты этих исследований оказались неоднозначными и привели к общему пессимизму относительно существования жизни на Марсе. Однако наличие особенностей, которые могли сформироваться только при наличии текущей воды – каналов течения, дельтовых конусов выноса, гидратированных минералов и т. д. – привело к возобновлению исследований в области астробиологии к 1990-м годам.

С тех пор на Марс было отправлено не менее 25 миссий (комбинация орбитальных аппаратов, посадочных модулей и марсоходов), чтобы узнать больше о его прошлом и возобновить поиск биосигнатур. Эти усилия были подкреплены открытием повторяющихся линий склона (RSL), которые относятся к тёмным линейным структурам на крутых склонах Марса. Эти структуры, по-видимому, имеют сезонный характер: появляются летом и исчезают зимой, что указывает на наличие жидкой воды. В недавней статье Винсент Шеврие из Университета Арканзаса (UArk) представил наиболее убедительные на сегодняшний день доказательства наличия на Марсе сезонных рассолов. Статья была опубликована в журнале Nature Communications Earth and Environment.

В связи с экстремальными колебаниями температуры и очень низким атмосферным давлением на Марсе (менее 1% от земного) вода не может существовать в стабильной форме на поверхности. Таким образом, существование периодических слоев марсианского слоя (РСЛ) остаётся спорным вопросом для учёных. Считается, что эти «рассолы» образуются в результате сезонного смешивания расплавленных вод с природными перхлоратами марсианского грунта. Если предположить, что они существуют, эти участки могут быть средой обитания жизни в виде одноклеточных микроорганизмов. 

Сезонные заморозки – обычное явление на Марсе, и это наилучший шанс обнаружить жидкие рассолы. Однако из-за разреженной атмосферы Марса вода имеет тенденцию переходить непосредственно из льда и пара, не превращаясь в жидкость (сублимируется). Чтобы исследовать возможность периодического существования жидкости в виде рассолов, Шеврие изучил метеорологические данные, собранные миссией «Викинг-2», совершившей посадку в районе равнины Утопия 3 сентября 1976 года. Этот регион, расположенный в Северной низменности Марса, известен вечной мерзлотой и, как полагают, когда-то был покрыт океаном, охватывающим всю планету.

Эти данные были объединены с данными из базы данных климата Марса и компьютерным моделированием, чтобы определить, могут ли рассолы образовываться при кратковременном таянии инея. Шеврие выбрал данные «Викинга-2», поскольку это единственная миссия, которая чётко наблюдала, идентифицировала и охарактеризовала иней на Марсе. Шеврие посвятил последние 20 лет изучению Марса в поисках признаков жидкой воды и давно подозревал, что перхлораты являются наиболее перспективными солями для образования рассолов из-за их чрезвычайно низкой температуры плавления в солёной воде.

Сюда входят рассолы, состоящие из воды и перхлората кальция, которые затвердевают при температуре -75 °C, тогда как средние температуры поверхности Марса колеблются от 20 °C днём до -153 °C ночью. Основываясь на данных моделирования климата, Шеврие определил, что существует короткое окно, длящееся один марсианский месяц (примерно два месяца на Земле) между концом зимы и началом весны, когда температура подходит для образования рассолов. Он также пришёл к выводу, что идеальные температуры наблюдаются между ранним утром и поздним вечером, а в остальное время либо слишком высокие, либо слишком низкие.

Эти рассолы были бы редки, поскольку перхлорат кальция составляет около 1% марсианского реголита, а иней, образующийся в Северной низменности, чрезвычайно тонкий. Хотя эти результаты не являются окончательным доказательством существования рассолов на Марсе, они указывают на то, что на Марсе, вероятно, могла бы существовать жизнь, приспособленная к гораздо более холодным и сухим условиям. Более того, они предлагают заманчивый прогноз того, что могут обнаружить будущие миссии на Марс, и предполагают, что аналогичные процессы могут происходить и в других регионах с наличием мороза, например, в средних и высоких широтах.