Исследовательский спутник Trace Gas Orbiter, разработанный Европейским космическим агентством и Российской академией наук, предназначен для поиска воды на Марсе и источников метана. Он вышел на низкую марсианскую орбиту (высота 400 км) в 2018 году и уже три года успешно работает. Один из детекторов FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector), созданный в ИКИ РАН, регистрирует поток нейтронов, идущий от поверхности планеты. Космические лучи постоянно бомбардируют Марс и выбивают нейтроны. Чем больше воды в конкретном месте, тем слабее от него поток нейтронов. FREND фокусируется на пятне в 40 км2 и получает «нейтронной» снимок. За время работы такие снимки получены для большей части экваториальной зоны планеты. И усилия были вознаграждены. При съемке каньона Долина Маринер был получен снимок огромного пятна площадью 41 тысяча км2 (это размер Нидерландов), где высока вероятность наличия воды на глубине не более 1 метра. По оценке ученых, содержание воды в почве составляет 40%. Как говорит один из разработчиков FREND Алексей Малахов: «Скорее всего это не жидкая вода, а что-то вроде вечной мерзлоты». Если наблюдения подтвердятся, это станет очень хорошей новостью для будущих марсианских миссий, которые планируют работу именно в экваториальной зоне планеты.
То, что на Марсе когда-то текли реки, были озера и моря, хорошо видно на снимках планеты: характерные русла, следы эрозии. Чем-то другим, кроме наличия поверхностной воды, это объяснить трудно. Но куда пропала марсианская вода до сих пор неясно. Согласно одному из предположений Марс ее просто не удержал из-за слабого тяготения. Молекулы воды поднялись в верхние слои атмосферы и были унесены солнечным ветром. Ученый из Университета Джорджа Мэйсона Эрдал Йигит считает, что взаимодействие верхних слоев атмосферы с солнечным ветром не может полностью объяснить потерю поверхностной воды. Необходимо объяснить, как молекулы воды попадают в верхние слои. Эрдал Йигит описал процесс распространения внутренних волн в атмосфере Марса. Эти волны возникают в жидкости или газе из-за разницы плотности. Это так для любой атмосферы: нижние слои более плотные, чем верхние. Для того, чтобы возникла внутренняя волна достаточно, чтобы нижний слой немного сдвинулся вверх. Это происходит, например, при марсианских пыльных бурях или при перепадах температуры. Согласно предложенной ученым модели, внутренние волны выносят водяной пар в верхние слои атмосферы, где молекулы воды распадаются. Но из этой модели следует, что Марс теряет воду и сегодня.
Возможен и еще один вариант. Ученые Бингемтонского университета предполагают, что вода марсианских океанов ушла под почву и находится внутри глинистых минералов — смектитов — на глубине 30 км. Ученые обнаружили богатый железом смектит, который стабилизируется при давлении соответствующем глубине 30 км и температуре около 600°C. Этот минерал может оказаться резервуаром «потерянной» марсианской воды.