До сих пор ученые-планетологи предполагали, что на Марсе когда-то был огромный океан, моря, реки и озера, но эта вода давно исчезла в космосе из-за более низкой гравитации уже несуществующего магнитного поля и чрезвычайно разреженной атмосферы. Но новое исследование рисует иную картину. Вместо того, чтобы испариться в космос, большие количества марсианской воды все еще могут оставаться связанными в коре планеты.

Мозаичный снимок Марса, сделанный зондом NASA Viking Orbiter. © NASA/JPL-Caltech/USGS

Как сообщает NASA, предыдущие исследования и расчеты предполагают, что миллиарды лет назад на Марсе было достаточно поверхностной воды, чтобы заполнить океан, который покрыл бы всю поверхность планеты, глубиной от 100 до 1500 метров. Это количество воды соответствует примерно половине объема воды в нашей Атлантике.

Хотя часть этой марсианской влаги действительно исчезла в космосе, от 30 до 99 процентов этой воды до сих пор может оставаться связанной в коре планеты.

Как сообщила группа ученых под руководством аспиранта Евы Шеллер из Калифорнийского технологического института (Caltech) на «52-й конференции по изучению Луны и планет» (LPSC), потеря воды в атмосфере не полностью объясняет имеющиеся данные наблюдений и расчеты того, каким количеством воды когда-то обладал ранний Марс.

В частности, ученые NASA проанализировали количество воды на Марсе на протяжении истории планеты и во всех ее формах (пар, жидкая вода и лед), а также исследовали химический состав сегодняшней атмосферы и коры планеты и, в том числе, соотношение изотопов дейтерия и водорода (D/H).

«Хотя вода состоит из водорода и кислорода, не все атомы водорода образуются одинаковыми», - объясняют исследователи NASA. - «Большинство атомов водорода имеют только один протон в ядре атома, в то время как небольшая часть (приблизительно 0,02 процента) существует в виде дейтерия или так называемого тяжелого водорода, который имеет протон и нейтрон. Более легкий водород улетает в космос из-за более низкой гравитации Марса намного легче, чем его более плотный аналог. Следовательно, потеря воды через верхние слои атмосферы будет иметь различимый характерный признак в виде определенного отношения дейтерия к водороду в марсианской атмосфере, что поддается наблюдению. И в этом случае мы увидим большое количество остаточного дейтерия».

Одна только потеря марсианской воды через атмосферу не может объяснить ни наблюдаемого дейтериево-водородного сигнала в марсианской атмосфере, ни имевшегося там когда-то большого количества воды.

Вместо этого ученые теперь предполагают комбинацию двух механизмов потери воды на Марсе: с одной стороны, связывание воды минералами внутри марсианской коры, а с другой - потеря через атмосферу. «Именно так можно объяснить наблюдаемое соотношение дейтерий-водород в марсианской атмосфере».

«Когда вода взаимодействует с горными породами, химическое выветривание создает определенные формы глины и других минералов, которые содержат воду как часть своей минеральной структуры. Этот процесс существует как на Земле, так и на Марсе. На Земле старая кора постепенно растворяется в мантии и образует новую кору между границами плит, обеспечивая рециркуляцию воды и других молекул и выпуская их обратно в атмосферу посредством вулканизма. Однако на Марсе нет тектоники плит, поэтому высыхание поверхности планеты, если оно происходит, будет постоянным. Таким образом, вода навсегда запирается в коре планеты или исчезает в тонкой разреженной атмосфере».

В то время как основная цель нового марсохода NASA Perseverance - поиск следов былой марсианской жизни, миссия «Марс 2020» тоже включает сбор первых образцов с Марса, которые должны быть доставлены обратно на Землю в рамках будущей миссии. Затем эти образцы можно будет использовать не только для поиска марсианских микробов в лабораториях на Земле, но и для проверки текущей гипотезы исследователей.