Озёра под ледяной крышкой: как появилась вода на Марсе

Тайна марсианской воды снова стала ближе к разгадке: следы рек и дельт указывают на жидкую воду на поверхности, но "классические" сценарии климата не сходятся. Новая работа предлагает компромисс между "теплым Марсом" и "вечным льдом" — озёра могли сохраняться под тонкой сезонной ледяной крышкой, как в отдельных районах Антарктиды.

Фото: Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License)

Древние реки на Марсе

Такой лёд защищал воду от быстрого испарения и при этом не превращал ландшафт в сплошной ледник на миллионы лет. Об этом сообщает AGU Advances со ссылкой на исследование Элеоноры Морленд (Университет Райса) и соавторов.

Почему вода на древнем Марсе — это проблема для моделей

Марсоход Curiosity в кратере Гейл нашёл убедительные геологические следы, что в прошлом здесь работал гидрологический цикл: русла, отложения, признаки древних потоков. Самое трудное — объяснить, как жидкая вода вообще могла существовать при условиях раннего Марса. Около 3,5 млрд лет назад Солнце, согласно оценкам, светило заметно слабее, а Марс и при нынешнем потоке энергии остаётся холодной планетой, где вода на поверхности нестабильна.

С этим связан "парадокс слабого молодого Солнца": если звезда была тусклее, то где взять тепло, чтобы держать температуру выше нуля хотя бы сезонно. Поэтому и появляются конкурирующие версии — от кратких эпизодов потепления до сценария "всегда холодно, но вода под льдом".

Что предлагает новая гипотеза о "сезонной крышке"

Авторы построили компьютерную модель LakeM2ARS (Lake Modeling on Mars for Atmospheric Reconstructions and Simulations). Она принимает параметры предполагаемого озера (расположение, размер) и характеристики атмосферы, а затем оценивает, сколько времени вода могла оставаться жидкой.

Результат выглядит парадоксально: при длительно тёплых условиях озёра быстро теряли воду из-за интенсивного испарения. А при холодном фоне формировался сезонный ледовый покров, который работал как "крышка" и резко снижал потери влаги. При этом жидкая вода могла существовать в тёплые периоды года, даже если большую часть времени средние температуры оставались на уровне примерно -20…-30 °C.

Ключевой момент — отличить сезонный лёд от постоянного. Если бы атмосфера была слишком разрежённой и всё надолго "запечаталось" вечным льдом, на местности ожидались бы характерные следы длительного мерзлотного режима (например, специфические деформации грунта и ледяные клинья). В районе наблюдений Curiosity таких признаков не зафиксировали, и сезонный сценарий в этом смысле выглядит более согласованным.

Популярные вопросы о воде на древнем Марсе

Почему следы воды не означают, что Марс был "тёплым и влажным" всегда?

Потому что реки и озёра могли существовать сезонно или эпизодами, а не непрерывно; геология фиксирует факт воды, но не обязана подтверждать "тропический" климат.

Чем сезонный лёд лучше "вечного ледника" для объяснения находок Curiosity?

Сезонная "крышка" способна защищать воду от испарения, но при этом не требует миллионов лет непрерывного замерзания, которое обычно оставляет более выраженные мерзлотные структуры.

Зачем здесь марсоход Perseverance, если исследование опирается на кратер Гейл?

Потому что модель можно адаптировать к другим древним влажным районам, а сравнение разных кратеров помогает понять, был ли механизм универсальным для Марса.

Если гипотеза с сезонным льдом подтвердится, ранний Марс окажется не "вечно тёплым" и не "вечно мёрзлым", а планетой с короткими окнами жидкой воды, которые могли повторяться и оставлять устойчивый геологический след.