Ровер NASA Curiosity обнаружил, что вода может существовать в жидкой форме вблизи поверхности Марса.
Красная планета на деле слишком холодна, чтобы поддерживать жидкую воду на поверхности (как известно, она покрыта ледниковыми шапками и поясами. Однако соли в грунте ниже точки его промерзания позволяют образовываться капелькам и плёнкам из солёной воды.
Результаты исследования стали ещё одним подтверждением теории о том, что тёмные полосы, которые можно видеть на поверхности Марса (например, на стенках кратера) могут быть сформированы потоками воды.
Учёные полагают, что тонкие плёнки воды образуются, когда соли грунта (перхлораты) поглощают водяной пар из атмосферы. Температура этих жидких плёнок составляет около минус 70 градусов Цельсия, то есть является слишком низкой, чтобы поддерживать известные науке микробные формы жизни. Так, на Земле микроорганизмы не выживают уже при минус 20 °С. Да и содержание жидкости в грунте чрезвычайно мало.
Соляной раствор формируется в верхнем слое марсианского грунта (на глубине не более 15 сантиметров), так что он к тому же подвергается воздействию высоких уровней космической радиации, которая также существенно понижает вероятность зарождения и выживания жизни в этой среде. Однако учёные всё ещё не оставляют надежду, что некие организмы могут существовать где-то под поверхностью Марса, где условия не столь суровы.
Само наличие перхлоратов на Марсе было обнаружено посадочным модулем "Феникс" в августе 2008 года. Это привело к повторному анализу данных миссии 1970-х годов "Викинг", которая, как считалось ранее, обнаружила на Марсе следы органики.
В поисках солёной жидкой воды исследователи использовали данные различных инструментов, которыми оснащён марсоход Curiosity. Например, система мониторинга окружающей среды REMS (по сути, небольшая метеорологическая станция аппарата) измеряла относительную влажность и температуру в месте высадки марсохода – кратере Гейла.
Учёные также смогли оценить содержание подземных вод с помощью данных российского инструмента-спектрометра Dynamic Albedo of Neutrons (DAN). Эта информация согласуется с данными о количестве воды, связанной с перхлоратами. Наконец, инструмент Sample Analysisat Mars (SAM) показал исследователям содержание водяного пара в атмосфере Красной планеты.
Результаты демонстрируют, что условия на Марсе подходят для формирования солёных растворов во времена зимних ночей в регионе марсианского экватора, где и примарсился Curiosity. Однако во время марсианского дня температура поднимается и жидкость испаряется.
"Мы обнаружили вещество под названием перхлорат кальция в почве: при верных условиях оно может поглощать водяной пар из атмосферы, – объясняет Мортен Бо Мэдсен (Morten Bo Madsen) из Копенгагенского университета. – Наши измерения показали, что такие условия существуют в ночное время и сразу после восхода солнца в зимний период. На основе измерений влажности и температуры на высоте 1,6 метра и на поверхности планеты можно оценить количество поглощаемой влаги. Когда наступает ночь, часть водяного пара из атмосферы конденсируется на поверхности планеты подобно инею, но перхлорат кальция абсорбирует его и образует солевой раствор, так что точка замерзания воды понижается. Грунт Марса обладает пористой структурой, так что вода легко просачивается вниз".
"Несмотря на то, что открытие было совершено путём обработки косвенно свидетельствующих о наличие жидкой солёной воды данных, оно весьма убедительно, – считает Хавьер Мартин-Торрес (Javier Martin-Torres), один из учёных миссии Curiosity, работающий с инструментом REMS. – Мы увидели благоприятные для формирования солевых растворов условия, примерно таким же образом, как астрономы открыли первые экзопланеты. Они не видели самих планет, но были в состоянии увидеть их гравитационные воздействия на звёзды".
По его словам, солям-перхлоратам присуща гигроскопичность (то есть они могут активно впитывать воду). Они принимают водяной пар из атмосферы, производя солевой раствор. Также Мартин-Торрес подметил, что на Марсе наблюдается ежедневный круговорот воды, и это очень важно для поддержания солевых растворов. На Земле обмен между атмосферой и почвой происходит посредством дождя, на Марсе таких условий не наблюдается.
В то время как очевидным было бы предположение, что жидкая вода будет формироваться при более высоких температурах, образование солевого раствора является результатом взаимодействия температуры и атмосферного давления. Так что низкие температуры благоприятны для формирования такого рода жидких плёнок.
То, что учёные обнаружили доказательство существования солевых растворов именно на марсианском экваторе, может означать, что растворы могут быть устойчивее в более высоких широтах, в районах, где влажность выше, а температура ниже. Возможно даже, что в подобных регионах они присутствуют круглый год, не испаряясь.
"Что касается вероятной обитаемости этих водных плёнок, то здесь проблема не только в воде, но и в температуре, – говорит Мартин-Торрес. – Активность воды и температуры настолько низки на Марсе, что воспроизводство и клеточный метаболизм попросту невозможны".
Научная статья группы исследователей была опубликована в издании Nature Geoscience.
