Темные полосы на склонах марсианских кратеров связали с сезонным поднятием глубинных вод

Выдвинута новая теория образования темных полос на склонах марсианских кратеров, согласно которой ключевую роль в их появлении играет поднимающаяся с больших глубин соленая вода. Эта идея также предполагает наличие обширных водоносных горизонтов и активной системы подземных вод под слоем вечной мерзлоты в коре планеты. Если данная гипотеза верна, то на Красной планете находятся значительные запасы труднодоступной воды. Результаты опубликованы в журнале Nature Geoscience. 

Вода не может долгое время находиться на поверхности Марса, так как сочетание низкого давления атмосферы и невысоких температур не допускают наличия равновесной жидкой фазы, как видно из фазовой диаграммы воды. Тем не менее, в виде льда вода может сохраняться длительное время. Грунт Красной планеты даже весьма близко к поверхности может содержать заметные количества льда, который иногда тает и проводит к кратковременному появлению жидкой воды. Подробное выяснение деталей появления жидкой воды важно не только в контексте геологии и эволюции планеты, но и для снабжения потенциальных колонизаторов.

Поверхность Марса не остается неизменной — большое количество мелкомасштабных процессов изменяют ее. Одним из вызывающих наибольший интерес у ученых процессов является образование темных полос на склонах кратеров (Recurring Slope Lineae, RSL). Обычно они возникают в начале местного лета, увеличиваются в размере в течение теплого сезона, а потом исчезают, сливаясь с окружающим грунтом, но вновь появляются на следующий год. Существует масса гипотез о механизмах их появления, такие как таяние снегов, сухие осыпи, приповерхностные грунтовые воды и расплывание за счет поглощения атмосферной влаги. Кроме сухих осыпей все эти идеи предполагают наличие приповерхностных вод или паров воды, что делает изучение потенциально подходящих для поддержания жизни условий возможным с использованием имеющихся технологий.

Аботалиб Заки Аботалиб (Abotalib Zaki Abotalib) из Университета Южной Калифорнии и Ессам Хегги (Essam Heggy) из Калифорнийского технологического института выдвигают новую теорию о ключевой роли залегающих на большой глубине вод. Авторы обладают опытом исследований подземных течений в пустынях на Земле, поэтому решили применить имеющиеся знания для анализа изображений с камеры HiRISE на борту американского зонда Mars Reconnaissance Orbiter. Они изучили снимки склонов нескольких кратеров, в том числе Паликир, который является типичным местом возникновения темных полос, и обнаружили, что RSL обычно начинаются от разломов и трещин поверхности. Это навело их на мысль, что особенности создаются водой, которая под большим давлением поднимается с глубин около 750 метров сквозь расселины в породе. Авторы утверждают, что подобный механизм наблюдается и на Земле, в том числе в северной части Сахары и на Аравийском полуострове.

Согласно предложенной гипотезе исчезновение RSL связано с замерзанием воды в трещинах, что препятствует ее поднятию. С наступлением следующего теплого сезона процесс возобновляется. Отсутствие прямых наблюдений жидких потоков ученые объясняют их кратковременностью, что не позволяет их сфотографировать, так как имеющиеся инструменты не обеспечивают достаточное временное разрешение. Теперь авторы намерены предложить новые эксперименты, которые позволят доказать или опровергнуть предложенную идею. Однако авторы отмечают, что если они окажутся правы, то залегающую так глубоко воду вряд ли удастся использовать в качестве ресурса для снабжения людей.

«Понимание образования подземных вод на Марсе, их текущего положения и движения позволяет нам частично устранить неясности с климатическими условиями на планете в последние три миллиарда лет, а также понять роль этих условий в формировании системы подземных вод, — говорит Хегги. — Это помогает установить сходство с Землей и узнать, идет ли климатическая эволюция на нашей планете тем же путем, что и на Марсе. В этом смысле понимание долговременных изменений Марса критически важно для понимания соответствующих изменений на Земле, а подземные воды являются ключевым элементом этого процесса».

Самым значительным недавним открытием, связанным с водой на Марсе, является обнаружение большого озера, залегающего на глубине около полутора километров под Южным полюсом планеты. Недавно NASA согласовало с учеными новый план по картированию доступной для потенциального использования воды на поверхности Марса.

Тимур Кешелава