Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), принадлежащий НАСА, зафиксировал в северной части Марса необычные дюны, визуально схожие с огромными красными бобами. Считается, что они сохранили свою форму до наступления марсианской весны благодаря слою углекислотного льда, покрывающему их. Исследование этих образований может пролить свет на наличие в прошлом на планете жидкой воды, необходимой для поддержания жизни.
Миссия MRO, стартовавшая в августе 2005 года, была направлена на изучение геологического прошлого воды на Марсе. Для выполнения этой задачи орбитальный аппарат оборудован разнообразными инструментами, которые позволяют создавать карты поверхности, проводить анализ минералов, выявлять подземные водные ресурсы и отслеживать перемещение пыли и воды в атмосфере, обеспечивая ежедневные наблюдения за погодными условиями. Эти инструменты позволяют определить наличие минералов, которые могли образовываться в водной среде на протяжении длительных периодов времени в истории планеты.
В 2022 году зонд зафиксировал дюны в северном полушарии Марса, демонстрирующие необычайную стабильность по сравнению с другими марсианскими дюнами. Подобно земным, эти образования тоже перемещаются: ветер сдувает песок с одной стороны, откладывая его с другой, что создает иллюзию медленного движения морской воды. Недавние исследования выявили, что зафиксированные зондом дюны покрыты слоем зимнего льда, препятствующим перемещению песчинок ветром. Этот лед удерживает их до наступления марсианской весны, придавая им вид гигантских красных бобов с ровной, блестящей поверхностью. Марсианский песок преимущественно состоит из базальта, который, подвергаясь изменениям, приобретает красновато-коричневый оттенок.
Дюны, покрытые слоем льда CO2
Для выявления дюн зонд применял камеру High-Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE). Данная камера обладает одним из самых высоких показателей разрешения среди используемых в планетарных миссиях. В отличие от камер других марсианских зондов, которые в лучшем случае позволяют обнаружить объекты размером с автобус, HiRISE способен распознавать объекты размером со стол, находясь на орбите. Его встроенный спектрометр также позволяет детально анализировать участки, занимающие площадь, в пять раз меньшую, чем футбольное поле – оптимальный масштаб для поиска небольших водных ресурсов.
Анализ снимков марсианских дюн, полученных в 2022 году, провели специалисты НАСА для оценки изменений количества льда, связанного с колебаниями температуры. Эти дюны покрыты тонким слоем льда CO2, который наблюдается только зимой в северном полушарии Марса. Даже если этот лед состоит из CO2, а не из воды, он может свидетельствовать о возможности существования в прошлом жидкой воды на поверхности планеты на протяжении значительных промежутков времени – условия, необходимые для возникновения жизни.
Содержание углекислого газа в атмосфере Марса связано с углом наклона его оси относительно Солнца. На Земле незначительные изменения этого угла определяют смену времен года. Однако, наклон оси Марса претерпевал значительные колебания на протяжении миллионов лет, что оказало заметное влияние на его времена года. При достаточно большом угле наклона марсианская весна приводит к тому, что лед углекислого газа переходит в газообразное состояние и распространяется на значительные расстояния, временно увеличивая плотность атмосферы. Это утолщение может вызвать достаточное повышение температуры, необходимое для поддержания жидкой воды на поверхности в течение продолжительного периода.
Изучение циклического образования и испарения льда углекислого газа в течение марсианских сезонов позволит ученым создавать климатические модели прошлого. Это также поможет выявить геологические структуры, сформированные в результате цикла углекислого газа, что предоставит больше информации о климате прошлых эпох. Полученные данные могут прояснить, существовала ли на поверхности Марса жидкая вода в течение периода, достаточного для возникновения микробной жизни.