Нещодавні дані, отримані орбітальним апаратом “Марс-Експрес”, викликали значний інтерес серед наукової спільноти, відкривши формацію борозни Медузи – масивну структуру поблизу екватора Марса, що складається переважно з водяного льоду. Це відкриття може дати уявлення про кліматичне минуле планети, яке характеризувалося значними температурними коливаннями.
Піщані брижі на марсіанській поверхні на схід від кратера Гейла. Частина формації Medusae Fossae / © NASA
Три мільярди років тому Марс являв собою разючий контраст з його нинішнім станом. Це була не посушлива, запилена місцевість, яку ми знаємо сьогодні, а океани, що плескалися, і річки, що текли потоками. У наш час на Марсі вода знаходиться виключно у замороженому стані, оскільки середня температура становить мінус 63 градуси за Цельсієм. Хоча влітку температура може іноді перевищувати точку замерзання поблизу екватора, низький атмосферний тиск, що становить приблизно 1/170 земного, призводить до того, що будь-який лід швидко сублімується, унеможливлюючи існування рідкої води на марсіанській поверхні.
Дослідники, які вивчають марсіанську воду, переважно знаходили лід під поверхнею, за винятком полярних шапок, де цілий рік панують низькі температури. За оцінками, Марс містить близько п’яти мільйонів кубічних кілометрів льоду як на поверхні, так і під нею. Якщо цей лід розтане, він може покрити Марс шаром води глибиною приблизно 35 метрів.
Передбачувані поклади водяного льоду під частиною екватора Марса / © Planetary Science Institute
Спільне дослідження американських і європейських вчених, докладно описане в журналі “Geophysical Research Letters”, вказує на потенційно значні поклади льоду в межах формації Борозни Медузи (Medusae Fossae). Вважається, що ця гірська формація, яка простягається майже на п’ять тисяч кілометрів уздовж екватора, була створена виверженнями три мільярди років тому, вивільнивши велику кількість газів і водяної пари, таким чином глибоко змінивши клімат Марса.
Зонд Європейського космічного агентства Mars Express вперше дослідив Борозну Медузи у 2007 році. Початкові радіолокаційні вимірювання залишили її склад неоднозначним, припущення варіювалися від потоків лави до шарів вулканічного попелу і пилу. Утворення також визнано основним джерелом пилу для сезонних марсіанських пилових бур.
Однак нові дані, отримані Mars Express, свідчать про більш загадковий склад: борозна Медузи містить не лише пил, але й значну кількість водяного льоду.
Оснащений радаром MARSIS, орбітальний апарат досліджує підповерхневі шари Марса, передаючи радіохвилі та інтерпретуючи відбиті сигнали. Подібно до Південної полярної шапки Марса, що складається з водяного льоду, сухого вуглекислого льоду і пилу, борозна Медузи відбиває радіохвилі з чіткістю, подібною до тієї, що відбивається від поверхні полярної шапки.
Андреа Чікетті, один з авторів дослідження з Національного інституту астрофізики Італії, пояснив:
Лід борозни Медузи, прихований під затверділою кіркою вулканічного попелу і сухого пилу товщиною в сотні метрів, сягає майже чотирьох кілометрів у товщину. Незважаючи на пил, цей запас льоду містить достатньо води, щоб покрити Марс океаном глибиною від 1,5 до 2,7 метрів.
Ділянка Марса, просканована радаром MARSIS / © Smithsonian Institution
Це відкриття є найбільшим екваторіальним родовищем водяного льоду, виявленим на Марсі. Вчені припускають, що для того, щоб утворився такий розлогий крижаний блок, температура поблизу екватора повинна була бути значно холоднішою, можливо, через нерегулярні зміни осьового нахилу планети, який в минулому коливався від 10 до 60 градусів. У періоди вираженого нахилу полюси отримували більше прямих сонячних променів, ніж екваторіальна область, що призводило до екстремальних холодів і подальшого утворення водяного льоду, пізніше вкритого шарами попелу і пилу.