На Марсе нашли лёд, который изменил представление о планете: вот как он появился

NC: на Марсе найдены следы вулканического происхождения льда

Учёные раскрыли ещё одну загадку Красной планеты. Оказалось, что миллиарды лет назад на Марсе происходили настолько мощные вулканические извержения, что они не только изменяли ландшафт, но и создавали целые запасы льда в экваториальных областях. К такому выводу пришли исследователи из США и Италии, проанализировав данные, полученные российским прибором FREND на борту орбитального аппарата "ЭкзоМарс-TGO". Их работа опубликована в журнале Nature Communications.

Лед, рожденный из огня

Современная наука давно знала, что на Марсе есть лёд. Но откуда он взялся — вопрос, который десятилетиями оставался без однозначного ответа. Новые наблюдения позволили установить, что часть замёрзшей воды на планете имеет вулканическое происхождение.

"Мощные извержения древних вулканов выбрасывали миллионы тонн водяного пара, который конденсировался в атмосфере и оседал в виде льда у экватора", — говорится в исследовании, опубликованном в Nature Communications.

По расчётам учёных, одно лишь крупное извержение могло сформировать слой льда толщиной около 4,6 метра. Это значит, что за несколько сотен миллионов лет на Марсе могли образоваться значительные залежи замёрзшей воды, спрятанные под поверхностью.

Когда Марс был горячим и влажным

3-4 миллиарда лет назад Марс был совсем другим. На его поверхности существовали активные вулканы, атмосфера была плотнее, а температура — выше, чем сейчас. Этот период называют эпохой взрывного вулканизма. В результате извержений в атмосферу попадали не только газы, но и колоссальные объёмы водяного пара, который при контакте с холодными слоями воздуха оседал в виде инея и льда.

Ключевыми центрами вулканической активности были Большой Сирт (Syrtis Major) и Аполлинарис Монс (Apollinaris Mons) - древние щитовые вулканы, сопоставимые по размерам с крупнейшими вулканами Земли. Компьютерное моделирование показало, что их извержения могли выбрасывать пар, формируя локальные ледяные покровы толщиной несколько метров.

Российский след в открытии

Один из главных инструментов, позволивших подтвердить гипотезу, — это FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector), созданный в России. Он установлен на борту зонда "ЭкзоМарс-TGO", запущенного Европейским космическим агентством и "Роскосмосом". FREND способен фиксировать наличие водорода под поверхностью планеты, что указывает на присутствие воды или льда.

Совместно с данными американского аппарата Mars Odyssey, работающего на орбите Марса с 2001 года, прибор FREND помог составить карту подповерхностного льда в тропических и экваториальных районах. Именно эти области и стали неожиданным открытием — ведь ранее считалось, что лед сохраняется только у полюсов.

Где нашли "водные оазисы" Марса

Плотность сигнала водорода оказалась особенно высокой в районах, где фиксируются следы древнего вулканизма. Это совпадение навело учёных на мысль, что лед здесь не имеет атмосферного или метеорологического происхождения. Напротив, он сформировался в результате конденсации водяного пара, выброшенного из недр планеты.

Исследователи называют эти области "водными оазисами", потому что даже спустя миллиарды лет в них сохраняются остатки той самой влаги, которую принесли марсианские вулканы.

Таблица сравнения: источники льда на Марсе

Источник	Механизм образования	Места концентрации	Пример
Атмосферный осадок	Конденсация из влажного воздуха	Полярные шапки	Северный и Южный полюса
Подповерхностные водоносные слои	Замерзание древних грунтовых вод	Средние широты	Кратеры Аргир и Эллада
Вулканический пар	Осаждение водяного пара после извержений	Экватор, тропики	Районы Большого Сирта, Аполлинариса

Эти данные помогают объяснить, почему следы воды обнаруживаются даже там, где температура должна быть слишком высокой для её стабильного существования.

Как проводилось моделирование

Учёные использовали данные о древней атмосфере Марса и свойствах его вулканов, чтобы рассчитать, сколько пара могло выбрасываться при извержениях. Затем они смоделировали процесс осаждения влаги на разных высотах и широтах планеты. Результаты показали, что при мощных извержениях значительная часть водяного пара должна была конденсироваться именно вблизи экватора, где ветра создавали зоны пониженного давления.

Один из расчётов показал: при извержении вулкана типа Аполлинариса в атмосферу выбрасывалось до 30 миллионов тонн водяного пара. Даже если лишь малая часть этой массы оседала, она могла сформировать слой льда толщиной до пяти метров.

А что если лёд до сих пор сохраняется?

Планетологи не исключают, что часть этих древних отложений сохранилась до наших дней под поверхностью. В районах экватора под слоем пыли и камня могут скрываться пласты льда, защищённые от солнечного излучения. Если это подтвердится, Марс может оказаться значительно богаче водой, чем считалось раньше.

Такие подповерхностные залежи — потенциальный источник воды для будущих миссий и колоний. Более того, они могут хранить следы древней микробной жизни, если она когда-либо существовала.

Плюсы и минусы вулканического происхождения льда

Плюсы	Минусы
Объясняет присутствие воды в экваториальных районах	Сложно подтвердить без бурения
Поддерживает теорию активного вулканизма в прошлом	Требует сложных моделей атмосферы
Указывает на возможные запасы воды для миссий	Нет прямых образцов на поверхности

Таким образом, вулканическая гипотеза не только дополняет знания о климате Марса, но и расширяет возможности будущих исследований.

FAQ: часто задаваемые вопросы

— Что такое прибор FREND?
Это российский детектор нейтронов, установленный на борту зонда "ЭкзоМарс-TGO". Он ищет водород, сигнал которого указывает на наличие воды или льда.

— Почему находки сделаны именно у экватора?
Именно там оседали пары, выброшенные вулканами. Холодная атмосфера древнего Марса способствовала их замерзанию.

— Может ли лёд таять сегодня?
Поверхностный лёд на экваторе нестабилен, но под слоем реголита он может сохраняться миллиарды лет.

— Как это открытие влияет на поиски жизни?
Лёд — главный источник воды, а значит, и потенциальной среды обитания для микроорганизмов.

— Какие миссии подтвердят эти данные?
Продолжение программы "ЭкзоМарс", а также будущие миссии NASA и китайского аппарата "Тяньвэнь-3" с бурением грунта.

Мифы и правда

Миф: Марс полностью сухой и безжизненный.
Правда: под поверхностью планеты обнаружены значительные запасы замёрзшей воды.

Миф: вулканы Марса давно потухли.
Правда: некоторые из них могли быть активными даже менее миллиарда лет назад.

Миф: водяной пар не может образовывать лёд в разреженной атмосфере.
Правда: при низких температурах пар быстро конденсируется, особенно после извержений.

Исторический контекст

Первыми гипотезу о водяных отложениях вулканического происхождения выдвинули советские учёные в 1970-х годах после анализа снимков миссии "Марс-3". Однако подтвердить её удалось лишь спустя полвека, благодаря современным орбитальным приборам.

С запуском миссий Mars Odyssey и ЭкзоМарс-TGO человечество впервые получило возможность картировать запасы воды под поверхностью планеты. Эти проекты стали примером международного сотрудничества — США, Италия и Россия объединили усилия ради одной цели: понять прошлое Марса.