Кратеры Марса хранят секреты древних океанов — и это может помочь будущим колонистам

Марс, который сегодня кажется сухим и безжизненным миром, когда-то мог напоминать молодую Землю — с реками, озёрами и, возможно, целым океаном на севере. На это указывают следы древних русел, отложения глин и осадков, а также формы рельефа, характерные для водных процессов. За последние полвека эти открытия породили главный вопрос планетологии: сколько воды действительно было на Марсе и куда она исчезла?

Ответ, скрытый во льду

Новое исследование группы японских учёных предлагает убедительное объяснение. По их данным, часть ответа может храниться прямо в глубинах марсианских кратеров, где под толщей пыли скрываются слои водяного льда. Эти ледяные пласты — не просто залежи замёрзшей воды, а своеобразные архивы климата, подобно земным ледникам, в которых отпечатаны циклы потеплений и похолоданий.

Работа опубликована в журнале Geology и показывает, что Марс пережил несколько ледниковых эпох за сотни миллионов лет. Но с каждым циклом льда становилось меньше — планета постепенно теряла влагу, переходя из влажного состояния в холодную пустыню, знакомую нам сегодня.

Кто стоит за открытием

Исследование возглавил Тришит Рудж, представитель Института планетарных материалов Университета Окаямы и руководитель Лаборатории планетарной геологии и моделирования поверхности (PGSSL). В проекте участвовали специалисты из Института исследований керна Коти, Университета Брауна, Токийского университета и агентства JAXA.

"Марс пережил несколько ледниковых периодов, но количество льда, отложившегося в кратерах, со временем неуклонно сокращалось. Эти ледяные "капсулы времени" не только рассказывают о том, как Марс терял воду, но и отмечают места, где будущие исследователи могут найти скрытые ледяные ресурсы", — пояснил Рудж.

Как изучали кратеры

Учёные сосредоточили внимание на кратерах, расположенных между 20° и 45° северной широты — именно там сохранились следы древнего оледенения. Для анализа использовались снимки высокого разрешения, сделанные с помощью камер CTX и HiRISE на борту орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter NASA. Эти инструменты позволяют рассматривать марсианскую поверхность с точностью до метра.

В исследованных кратерах учёные обнаружили характерные формы рельефа — гребни, моренные валы, лабиринтообразные углубления и отложения, оставленные движущимися ледниками. Все эти структуры показали одно: лёд в основном сохранялся на затенённых юго-западных склонах кратеров, где солнечные лучи почти не достигают поверхности.

Сравнив форму и ориентацию этих ледниковых структур с климатическими моделями, исследователи пришли к выводу, что процессы накопления и таяния льда повторялись многократно в амазонский период — последний и самый продолжительный этап геологической истории Марса, длившийся от 640 до 98 миллионов лет назад.

Почему Марс утратил влагу

Ключ к разгадке — в особенностях наклона оси Марса. Его ось, как и земная, наклонена примерно на 25 градусов, однако подвержена сильным колебаниям в течение миллионов лет. Эти изменения приводят к тому, что климат периодически становится то теплее, то холоднее, вызывая чередование ледниковых и межледниковых периодов.

На Земле подобные циклы также влияли на распределение льда, но на Марсе последствия оказались куда более драматичными. С каждым новым циклом часть воды терялась в космосе, а запасы льда сокращались. Постепенно планета "высыхала", переходя от влажного к аридному климату.

Сравнение: Земля и Марс

Что дают эти знания

Наблюдения за марсианскими ледниками важны не только для понимания истории планеты. Они могут сыграть ключевую роль в подготовке будущих пилотируемых миссий. Вода на Марсе — ценный ресурс: из неё можно получать кислород, питьевую воду и даже топливо для обратного полёта.

Поскольку доставка запасов с Земли требует огромных затрат и месяцев пути, использование местных ресурсов (технология ISRU, in-situ resource utilization) становится стратегической необходимостью. Кратеры, в которых подтверждено наличие льда, могут стать "станциями жизнеобеспечения" для будущих экспедиций.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: игнорирование микроклимата кратеров при поиске воды.

• Последствие: недооценка скрытых запасов льда.

• Альтернатива: использование орбитальных камер высокого разрешения для анализа затенённых склонов и локальных температурных аномалий.

Этот метод уже доказал свою эффективность: именно так были выявлены участки, где лёд сохраняется в тени миллионы лет.

А что если на Марсе всё ещё есть лёд ближе к экватору?

Учёные не исключают такой возможности. Некоторые данные MRO и миссии Mars Express указывают на наличие подповерхностных ледников даже в средних широтах. Если это подтвердится, будущее освоение Марса может стать куда более реальным: доступ к воде значительно упростит строительство баз и выращивание растений.

Кроме того, такие находки помогут уточнить климатическую модель планеты — возможно, Марс не просто терял воду, а периодически получал её из атмосферы обратно в виде осадков или инея.

Плюсы и минусы использования марсианского льда

Как это поможет Земле

Парадоксально, но изучая лёд на Марсе, учёные лучше понимают климат Земли. Изменения ледяных покровов обеих планет подчиняются схожим физическим законам. Модели, применяемые для анализа марсианских циклов, можно использовать для прогнозирования таяния ледников и вечной мерзлоты на нашей планете.

Повышение температуры уже ведёт к исчезновению льда в Гренландии и Антарктиде, изменяя уровень моря и климатические балансы. Те же методы визуализации и моделирования, что применяются к Марсу, помогают отслеживать динамику земных ледников и подземных водных резервуаров.

"Марс служит естественной лабораторией для изучения поведения льда в течение огромных временных промежутков", — отметил соавтор исследования, профессор Хасэгава из Университета Коти. "Полученные нами здесь знания могут также углубить наше понимание климатических процессов на Земле".

Три интересных факта о ледяном Марсе

1. Скорость таяния и накопления льда на Марсе зависит от пылевых бурь, которые могут менять температуру планеты на несколько градусов.

2. Под полярными шапками планеты залегают слои, соответствующие древним климатическим эпохам — как страницы в ледяной книге.

3. В некоторых кратерах лёд сохраняется на глубине всего нескольких метров, что делает его доступным для будущих буровых миссий.

Исторический контекст

Первые гипотезы о водном прошлом Марса появились ещё в XIX веке, когда астрономы заметили на диске планеты тёмные полосы — "каналы". Сегодня мы знаем, что это не инженерные сооружения, а древние долины рек и следы потоков.

Современные миссии Mars Odyssey, Mars Express, MRO и Perseverance подтвердили: вода действительно играла важную роль в формировании ландшафта. Теперь, когда найдены ледяные архивы, перед исследователями открывается возможность заглянуть в климатическую историю планеты глубиной в сотни миллионов лет.