Scienty

В 2018 году, на основе информации, собранной радаром MARSIS, исследователи высказали предположение о наличии под южной полярной шапкой Марса, состоящей из нескольких слоев льда и пыли, жидкой воды. Но впервые, получив данные радара SHARAD, позволившего «заглянуть» под поверхность этого региона, ученые-планетологи подвергли эту гипотезу сомнению.

Фото: img.freepik.com

Южная полярная шапка – один из самых таинственных регионов Марса. Она образована слоями, сменяющими друг друга: водяной лед, «сухой» углекислый лед и пыль. Эти слои сформировались под воздействием сезонных колебаний и изменений климата. Ежегодно верхний слой, состоящий из замерзшего углекислого газа, испаряется и конденсируется, в то время как более глубокие слои сохраняют стабильность. Результаты ранее проведенных исследований показали, установлено, что ледник покоится на древних горных породах, характерных для высоких широт.

Для изучения глубоких слоев марсианской коры используют радиолокационные станции, такие как MARSIS (на борту европейского аппарата Mars Express) и SHARAD (на борту Mars Reconnaissance Orbiter). Эти приборы излучают радиоволны в направлении поверхности и фиксируют возвращенный сигнал. Несмотря на то, что радиоволны частично поглощаются ледяными отложениями, наиболее интенсивный отклик регистрируется от поверхности ледяной шапки. Предполагается, что ее толщина составляет от 1,5 до 2 километров, а возраст – от 10 до 100 миллионов лет.

В 2018 году данные, полученные прибором MARSIS, зафиксировали необычные отражения от основания ледника, которые можно рассматривать как потенциальные свидетельства существования подледных озер – рассолов. Благодаря сохранению текучести при крайне низких температурах, подтверждение этой гипотезы могло бы сделать южную полярную шапку перспективным местом для поиска признаков жизни на Марсе.

Результаты научной работы, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, полученные данные продемонстрировали, что отражения, зарегистрированные инструментом MARSIS, могут быть объяснены не подледными водоемами, а участками с отложениями или чрезвычайно ровной поверхностью ледника. К данному заключению Гарет А. Морган (Gareth A. Morgan) из Планетологического института (США) и его соавторы пришли, проанализировав структуру исследуемого региона с помощью SHARAD. Оптимизация угла обзора антенны (120 градусов) позволила значительно повысить интенсивность отраженного сигнала).

SHARAD также зарегистрировал сигнал, исходящий из основания ледникового покрова на глубине приблизительно 1,5 километра, однако его интенсивность была в тысячу раз ниже, чем у сигнала, полученного MARSIS. Этот факт имеет значение: если бы под ледником присутствовала вода, отраженный сигнал был бы значительно сильнее. Полученные данные были проверены с помощью компьютерного моделирования. Характеристики отраженного сигнала указывали на наличие сухих пород с низкой диэлектрической проницаемостью — характеристикой, показывающей, насколько вещество уменьшает интенсивность электрического поля по сравнению с вакуумом, что свойственно, например, замерзшим осадкам и пыли.

Ученые также изучали воздействие пыли, колебания температуры льда, потенциальные концентрации солей и даже повышенную электропроводность горных пород, способную усиливать отражение на низких частотах. Однако ни один из рассмотренных сценариев не смог объяснить разницу в 30-35 децибел между показателями двух радаров.

Авторы статьи считают, что ключевую роль сыграли особенности рельефа: SHARAD зафиксировал отражение от небольшого ровного участка, расположенного в основании ледника. Этот участок, вероятно, является дном древнего кратера, покрытого тонким слоем осадков или вулканических пород. Благодаря своей гладкой поверхности, он мог создать впечатление о наличии подледного озера.

Несмотря на то, что свежие данные не указывают на присутствие жидкой воды под южной полярной шапкой Марса, ученые-планетологи не готовы исключать возможность сохранения воды при определенных геофизических условиях. Для получения окончательных выводов потребуются будущие миссии с буровыми установками, которые смогут достичь подледных слоев.