Недавні дані, отримані зондом місії Mars Express, показують, що формація Медузи (Medusae Fossae Formation або MFF) містить великі шари водяного льоду, що дає нові підказки про минуле Марса та підтримує майбутні дослідження.
ESA Mars Express знову відвідав одну з найзагадковіших областей Марса, щоб прояснити її склад: це купи пилу, що проносяться вітром, або шари льоду? Результати дослідження свідчать про те, що шари водяного льоду простягаються на кілька кілометрів під землею — це найбільший об'єм води, колись виявлений у цій частині планети.
Більше 15 років тому Mars Express вивчив формацію MFF, виявивши масивні відкладення глибиною до 2,5 км. З цих ранніх спостережень було незрозуміло, з чого складалися ці відкладення, але нове дослідження тепер дало відповідь.
«Ми знову досліджували MFF, використовуючи нові дані радара MARSIS Mars Express, і виявили, що відкладення виявилися навіть товстішими, ніж ми думали: до 3,7 км», — каже Томас Уоттерс із Смітсонівського інституту, США, провідний автор обох нового та початкового дослідження 2007 року. «Дивно, що сигнали радара відповідають тому, що ми очікуємо побачити від шаруватого льоду, і схожі на сигнали, які ми бачимо від полярних шапок Марса, які, як ми знаємо, дуже багаті на льоду».
У разі танення лід, замкнений у MFF, покриє всю планету шаром води глибиною від 1,5 до 2,7 м: це найбільший об'єм води, коли-небудь виявлений у цій частині Марса, і його достатньо, щоб заповнити Червоне море на Землі.
Формація Медуза є цікавим регіоном поблизу екватора. Вона складається з низки масивних відкладень, утворених вітром, розміром сотні кілометрів у поперечнику та висотою в кілька кілометрів. Знайдений на межі між високогір’ям і низовинами Марса, Медуза є, можливо, найбільшим джерелом пилу на Марсі та одним із найбільших його відкладень на планеті.
Авторство: ESA
Чергування шарів льоду
MFF складається з кількох створених вітром об'єктів розміром сотні кілометрів у поперечнику і кілька кілометрів заввишки. Розташовані на кордоні між пагорбами та низовинами Марса, ці утворення, можливо, є найбільшим джерелом пилу на Марсі та одним із найширших покладів на планеті.
Початкові спостереження із зонду Mars Express показали, що MFF відносно прозора для радарів і має низьку щільність — обидві характеристики ми спостерігаємо в крижаних відкладах. Проте вчені не могли виключити більш ранню версію, що ці утворення є гігантськими скупченнями перенесеного вітром пилу, вулканічного попелу або відкладень.
«Ось тут і знадобляться нові дані радара! Враховуючи його глибину, якби MFF являв собою просто гігантську купу пилу, ми б очікували, що він ущільниться під власною вагою», — каже співавтор Андреа Чікетті з Національного інституту астрофізики в Італії. «Це створило б щось набагато щільніше, ніж те, що ми насправді бачимо у MARSIS. І коли ми моделювали, як поводитимуться різні незамерзаючі матеріали, ніщо не відтворювало властивості MFF — нам потрібна крига».
І нові результати передбачають наявність шарів пилу та льоду, покритих шаром сухого пилу або попелу завтовшки кілька сотень метрів.
Важливість для майбутніх досліджень
Хоча зараз Марс здається посушливим світом, на поверхні планети повно ознак того, що колись було багато води, включаючи висохлі річкові русла, древні русла океанів та озер, а також висічені водою долини. Вчені також виявили значні запаси водяного льоду на Марсі, такі як величезні полярні шапки, поховані льодовики ближче до екватора та приповерхневий лід, пронизаний марсіанським ґрунтом.
Великі запаси льоду поблизу екватора — наприклад, ті, які, ймовірно, ховаються під сухою поверхнею MFF — не могли утворитися в нинішньому кліматі планети. Ймовірно, вони сформувалися у попередню кліматичну епоху.
«Цей останній аналіз кидає виклик нашому розумінню формації Медузи і викликає стільки ж запитань, як і відповідей», — каже Колін Вілсон, науковий співробітник ESA проекту Mars Express та орбітального апарату ESA ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). «Як давно утворилися ці крижані відкладення та чим був Марс на той час? Якщо буде підтверджено, що ці масивні відкладення є водяною кригою, це змінить наше розуміння історії клімату Марса. Будь-який резервуар древньої води міг би стати цікавою метою дослідження».
Розмір і розташування цих крижаних відкладень MFF також зроблять їх потенційно дуже цінними для майбутніх досліджень Марса. Місії на Марс повинні будуть приземлитися поблизу екватора планети, далеко від багатих льодом полярних шапок або льодовиків високих широт. І вода їм знадобиться як ресурс – тому пошук льоду у цьому регіоні практично необхідний для місій людини на планету.
«На жаль, ці родовища MFF покриті сотнями метрів пилу, що робить їх недоступними принаймні протягом наступних кількох десятиліть. Однак кожен шматочок льоду, який ми знаходимо, допомагає нам краще зрозуміти, куди раніше текла вода Марса і де її можна знайти сьогодні».
У той час, як Mars Express відображає наявність водяного льоду на глибині кількох кілометрів, вид приповерхневої води забезпечує марсіанський орбітальний апарат TGO. На цьому орбітальному апараті встановлений прилад FREND, який мапує водень — індикатор водяного льоду — у верхньому шарі марсіянського грунту. У 2021 році FREND виявив багату воднем область розміром з Нідерланди в марсіанській Долині Марінера і в даний час складає карту розподілу мілководних родовищ Червоною планетою.
«Разом наші дослідники Марса розкривають все більше і більше про нашого планетарного сусіда», — сказав Вілсон.
