При этом климатические модели упорно показывают, что ранний Марс был слишком холодным для поддержания жидкой воды на протяжении длительного времени. Это противоречие между данными расчетов и явными доказательствами наличия на планете воды именно в жидком виде десятилетиями озадачивало планетологов. Специалисты Университета Райса предложили элегантное решение этой загадки: по их расчетам, марсианские озера могли существовать десятилетиями даже при средних температурах воздуха ниже нуля благодаря тонкому слою сезонного льда.
Ученые адаптировали земную климатическую модель для марсианских условий, взяв в расчет более слабое солнечное излучение, атмосферу с высоким содержанием углекислого газа и особенности сезонных циклов планеты примерно 3,6 миллиарда лет назад. Новая модель получила название LakeM2ARS, и для ее проверки планетологи использовали реальные данные, собранные марсоходом Curiosity в кратере Гейла вблизи марсианского экватора.
«Когда я увидела древние озерные бассейны на Марсе без явных признаков толстого долговечного льда, у меня возник вопрос: могли ли эти озера сохранять воду дольше одного сезона в условиях холодного климата?» — рассказала соавтор работы, аспирантка Университета Райса Элеанор Морленд. Когда модель показала, что озера на Марсе могли существовать десятилетиями под тонким слоем сезонно исчезающего льда, стало ясно, что найден физический механизм, соответствующий наблюдаемой картине.
Ученые провели 64 различных моделирования, каждое из которых охватывало 30 марсианских лет — примерно 56 земных. В части сценариев озера полностью промерзали в холодные сезоны, но в других случаях оставались жидкими под тонкой ледяной коркой. Этот лед работал как изолирующее одеяло: зимой он защищал воду от испарения и замерзания, а летом пропускал солнечный свет, позволяя озеру прогреваться.
«Сезонный ледяной покров ведет себя как естественное одеяло для озера», — пояснила Кирстен Зибах, соавтор работы. По ее словам, поскольку лед был тонким и временным, он практически не оставлял следов, что объясняет, почему марсоходы не обнаружили явных признаков многолетнего оледенения.
Результаты исследования меняют представления о раннем Марсе. Оказывается, для существования долговечных озер планете не требовался теплый климат. Если подобные закономерности подтвердятся для других марсианских бассейнов, это будет означать, что даже холодный ранний Марс мог поддерживать воду в жидком состоянии круглый год — а ведь именно жидкая вода является ключевым условием для возникновения потенциально пригодной для жизни среды.
Ранее астрономы раскрыли тайны шарового скопления NGC 6569.