Недавние данные, полученные зондом миссии Mars Express, показывают, что формация Медузы (Medusae Fossae Formation или MFF) содержит обширные слои водяного льда, что дает новые подсказки о прошлом Марса и поддерживает будущие исследования.
ESA Mars Express вновь посетил одну из самых загадочных областей Марса, чтобы прояснить ее состав: это проносимые ветром груды пыли или слои льда? Результаты исследования свидетельствуют о том, что слои водяного льда простираются на несколько километров под землей — это самый большой объем воды, когда-либо обнаруженный в этой части планеты.
Более 15 лет назад Mars Express изучил формацию MFF, обнаружив массивные отложения глубиной до 2,5 км. Из этих ранних наблюдений было неясно, из чего состояли эти отложения, но новое исследование теперь дало ответ.
«Мы снова исследовали MFF, используя новые данные радара MARSIS Mars Express, и обнаружили, что отложения оказались даже толще, чем мы думали: до 3,7 км», — говорит Томас Уоттерс из Смитсоновского института, США, ведущий автор обоих нового и первоначального исследования 2007 года. «Удивительно, что сигналы радара соответствуют тому, что мы ожидаем увидеть от слоистого льда, и похожи на сигналы, которые мы видим от полярных шапок Марса, которые, как мы знаем, очень богаты льдом».
В случае таяния лед, запертый в MFF, покроет всю планету слоем воды глубиной от 1,5 до 2,7 м: это самый большой объем воды, когда-либо обнаруженный в этой части Марса, и его достаточно, чтобы заполнить Красное море Земли.
Формация Медуза является интересным регионом вблизи экватора. Она состоит из ряда массивных отложений, образованных ветром, размером в сотни километров в поперечнике и высотой в несколько километров. Найденный на границе между высокогорьем и низменностями Марса, Медуза является, возможно, самым большим источником пыли на Марсе и одним из самых больших его отложений на планете.
Авторство: ESA
Чередование слоев льда
MFF состоит из нескольких созданных ветром объектов размером в сотни километров в поперечнике и в несколько километров в высоту. Расположенные на границе между возвышенностями и низменностями Марса, эти образования, возможно, являются крупнейшим источником пыли на Марсе и одним из самых обширных залежей на планете.
Первоначальные наблюдения с зонда Mars Express показали, что MFF относительно прозрачен для радаров и обладает низкой плотностью — обе характеристики мы наблюдаем в ледяных отложениях. Однако ученые не могли исключить более раннюю версию, что эти образования представляют собой гигантские скопления перенесенной ветром пыли, вулканического пепла или отложений.
«Вот тут-то и пригодятся новые данные радара! Учитывая его глубину, если бы MFF представлял собой просто гигантскую кучу пыли, мы ожидали бы, что он уплотнится под собственным весом», — говорит соавтор Андреа Чикетти из Национального института астрофизики в Италии. «Это создало бы что-то гораздо более плотное, чем то, что мы на самом деле видим в MARSIS. И когда мы моделировали, как будут вести себя разные незамерзающие материалы, ничто не воспроизводило свойства MFF — нам нужен лед».
И новые результаты предполагают наличие слоев пыли и льда, покрытых слоем сухой пыли или пепла толщиной в несколько сотен метров.
Будущие исследования
Хотя сейчас Марс кажется засушливым миром, на поверхности планеты полно признаков того, что когда-то было много воды, включая высохшие речные русла, древние русла океанов и озер, а также высеченные водой долины. Ученые также обнаружили значительные запасы водяного льда на Марсе, такие как огромные полярные шапки, погребенные ледники ближе к экватору и приповерхностный лед, пронизанный марсианской почвой.
Огромные запасы льда вблизи экватора — например, те, которые предположительно скрываются под сухой поверхностью MFF — не могли образоваться в нынешнем климате планеты. Вероятно, они сформировались в предыдущую климатическую эпоху.
«Этот последний анализ бросает вызов нашему пониманию формации Медузы и вызывает столько же вопросов, сколько и ответов», — говорит Колин Уилсон, научный сотрудник ESA проекта Mars Express и орбитального аппарата ESA ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). «Как давно образовались эти ледяные отложения и чем был Марс в то время? Если будет подтверждено, что эти массивные отложения представляют собой водяной лед, это изменит наше понимание истории климата Марса. Любой резервуар древней воды мог бы стать интересной целью для исследования».
Размер и расположение этих ледяных отложений MFF также сделают их потенциально очень ценными для наших будущих исследований Марса. Миссии на Марс должны будут приземлиться вблизи экватора планеты, вдали от богатых льдом полярных шапок или ледников высоких широт. И вода им понадобится как ресурс – поэтому поиск льда в этом регионе практически необходим для миссий человека на планету.
«К сожалению, эти месторождения MFF покрыты сотнями метров пыли, что делает их недоступными, по крайней мере, в течение следующих нескольких десятилетий. Однако каждый кусочек льда, который мы находим, помогает нам лучше понять, куда раньше текла вода Марса и где ее можно найти сегодня».
В то время как Mars Express отображает наличие водяного льда на глубине нескольких километров, вид приповерхностной воды обеспечивает марсианский орбитальный аппарат TGO. На этом орбитальном аппарате установлен прибор FREND, который картирует водород — индикатор водяного льда — в самом верхнем слое марсианской почвы. В 2021 году FREND обнаружил богатую водородом область размером с Нидерланды в марсианской Долине Маринера и в настоящее время составляет карту распределения мелководных месторождений по Красной планете.
«Вместе наши исследователи Марса раскрывают все больше и больше о нашем планетарном соседе», — заключил Уилсон.
