Нові сигнали натякають на втрачений океан води, прихований на Марсі

12 травня 2025 р. 06:49

12 травня 2025 р. 06:49

З’являється все більше доказів того, що під запиленими червоними рівнинами Марса криється таємниця, яка може переосмислити наше уявлення про Червону планету: величезний резервуар рідкої води, замкнений глибоко в земній корі. Марс вкритий слідами стародавніх водойм. Але загадка того, куди саме все це поділося, коли планета стала холодною та сухою, давно цікавить вчених. Наше нове дослідження може запропонувати відповідь. Використовуючи сейсмічні дані місії NASA InSight, ми виявили докази того, що сейсмічні хвилі сповільнюються в шарі від 5,4 до 8 кілометрів під поверхнею, що може бути пов’язано з наявністю рідкої води на цих глибинах.

Таємниця зниклої води

Марс не завжди був такою безплідною пустелею, яку ми бачимо сьогодні. Мільярди років тому, під час Ноахійського та Гесперійського періодів (від 4,1 до 3 мільярдів років тому), річки вирізьблювали долини, а озера мерехтіли. Коли магнітне поле Марса згасало, а його атмосфера розріджувалася, більша частина поверхневих вод зникла. Частина втекла в космос, частина замерзла в полярних шапках, а частина опинилася в пастці мінералів, де вона залишається й донині.

Але випаровування, замерзання та гірські породи не можуть повністю пояснити всю воду, яка мала покривати Марс у далекому минулому. Розрахунки показують, що «відсутньої» води достатньо, щоб покрити планету океаном глибиною щонайменше 700 метрів, а можливо, і до 900 метрів. Одна з гіпотез полягала в тому, що відсутня вода просочилася в земну кору. Марс зазнав сильного бомбардування метеоритами протягом Ноахійського періоду, що, можливо, утворило тріщини, якими вода потрапляла під землю. Глибоко під поверхнею, тепліші температури підтримуватимуть воду в рідкому стані – на відміну від замерзлих шарів ближче до поверхні.

Сейсмічний знімок кори Марса

У 2018 році посадковий модуль NASA InSight приземлився на Марсі, щоб прослухати надра планети за допомогою надчутливого сейсмометра. Вивчаючи певний вид вібрації, який називається «зсувними хвилями», ми виявили значну підземну аномалію: шар на глибині від 5,4 до 8 кілометрів, де ці вібрації рухаються повільніше. Цей «низькошвидкісний шар», найімовірніше, є дуже пористою породою, заповненою рідкою водою, подібно до насиченої губки. Щось на кшталт водоносних горизонтів Землі, де ґрунтові води просочуються в пори гірських порід.

Ми підрахували, що «водоносний шар» на Марсі може вмістити достатньо води, щоб покрити планету в глобальному океані глибиною 520–780 м – у кілька разів більше води, ніж міститься в льодовиковому щиті Антарктиди. Цей об’єм сумісний з оцінками «відсутньої» води на Марсі (710–920 м³), після врахування втрат у космос, води, зв’язаної в мінералах, та сучасних льодовикових шапок.

Метеорити та марсотруси

Ми зробили своє відкриття завдяки двом падінням метеоритів у 2021 році (які отримали назви S1000a та S1094b) та марсотрусу у 2022 році (який отримав назву S1222a). Ці події спричинили сейсмічні хвилі, що пронизували земну кору, ніби кинути камінь у ставок і спостерігати, як хвилі поширюються. Сейсмометр InSight зафіксував ці коливання. Ми використали високочастотні сигнали від цих подій – уявіть собі налаштування чіткої радіостанції високої чіткості – щоб скласти карту прихованих шарів земної кори.

Ми розрахували «функції приймача», які є сигнатурами цих хвиль, коли вони відбиваються та реверберують між шарами земної кори, подібно до відлуння, що відображає печеру. Ці сигнатури дозволяють нам точно визначити межі, де змінюються породи, виявляючи просочений водою шар глибиною від 5,4 до 8 кілометрів.

Чому це важливо

Рідка вода є необхідною для життя, яким ми його знаємо. На Землі мікроби процвітають у глибоких, заповнених водою породах.Чи може подібне життя, можливо, релікти стародавніх марсіанських екосистем, зберігатися в цих резервуарах? Є лише один спосіб це з’ясувати. Ця вода може бути рятівним колом і для складніших організмів, таких як майбутні люди-дослідники. Очищена вона може забезпечувати питною водою, киснем або паливом для ракет.

Звичайно, буріння на кілометрову глибину на далекій планеті є надзвичайно складним завданням. Однак наші дані, зібрані поблизу екватора Марса, також натякають на можливість існування інших багатих на воду зон, таких як крижаний муловий резервуар Утопія Планіція.

Що далі з дослідженням Марса?

Наші сейсмічні дані охоплюють лише частину Марса. Потрібні нові місії із сейсмометрами, щоб картографувати потенційні шари води на решті планети. Майбутні марсоходи або бурильні установки одного дня можуть дослідити ці резервуари, аналізуючи їхній хімічний склад на наявність слідів життя. Ці водні зони також потребують захисту від земних мікробів, оскільки вони можуть бути притулком для місцевої марсіанської біології. Поки що вода запрошує нас продовжувати слухати сейсмічний ритм Марса, розшифровуючи таємниці світу, можливо, більше схожого на Землю, ніж ми думали.

Наука