Планетологи «взяли калькуляторы» и подсчитали всю воду, которая когда-то была на поверхности Марса, а потом исчезла. И получили несоответствие: с планеты пропало куда больше воды, чем могло уйти по всем известным науке законам. Ученые в замешательстве — они не понимают, куда могла деться вода.
Сегодня Марс — холодное пустынное место с разреженной атмосферой. Но так было не всегда. Исследователи давно знают: 4,5 миллиарда лет назад планета выглядела иначе. На ее поверхности текла жидкая вода, а небо укрывала плотная, богатая влагой атмосфера. Этот влажный период продлился почти миллиард лет — примерно до 3,7 миллиарда лет назад. Ученые назвали его Нойским периодом в честь марсианских земель Нойского моря, которые сохранили следы древней эрозии.
Сейчас вода на Марсе осталась, но в других формах. Большая часть замерзла в полярных шапках или погребена под поверхностью в виде льда. Часть связана в минералах — гидратированных породах, которые впитали молекулы H2O. В сумме, по оценкам специалистов, вся эта вода покрыла бы планету слоем всего 30 метров. Но исходные запасы должны были быть гораздо больше.
Брюс Якоски из Университета Колорадо в Боулдере вместе с коллегами решил провести полную инвентаризацию. Они сложили все возможные источники воды, которые могли пополнять поверхность Марса в Нойском периоде, — падение комет и астероидов, выделение газов из недр, другие механизмы. Получилось, что к концу того влажного периода на планете накопилось жидкости достаточно, чтобы покрыть всю поверхность океаном глубиной от ста пятидесяти до двухсот пятидесяти метров.
Затем команда Якоски подсчитала, сколько воды могло уйти с тех пор. Вода покидает планету разными путями: часть улетучивается в космос под действием солнечного ветра, часть связывается в минералах и уходит вглубь, часть замерзает и становится недоступной. Сложив все эти потери, ученые получили… от силы несколько десятков метров. Максимум — пятьдесят-шестьдесят метров, если брать самые смелые оценки.
Арифметика не сходится. Стартовый океан в сто пятьдесят метров минус потери в шестьдесят метров должен оставить девяносто метров. Но сегодня на Марсе есть эквивалент всего тридцати метров. Шестьдесят метров исчезли неизвестно куда. Якоски представил эти расчеты двадцатого марта на Лунной и планетарной научной конференции в Техасе. Его слова звучали почти беспомощно: «Как из ста пятидесяти метров вычесть несколько десятков и получить тридцать? Так нельзя. Чего-то в нашем понимании не хватает».
И даже если взять нижнюю разумную границу для всех процессов притока воды и верхнюю границу для всех процессов убыли, разрыв полностью не закрывается. Ошибка останется. То есть ученые не просто чуть-чуть ошиблись в расчетах — они упускают из виду целый механизм, который переместил или уничтожил огромные массы воды.
Куда же она делась? Якоски перечислил несколько гипотез. Возможно, в космос улетело гораздо больше влаги, чем мы думаем. Или на Марсе лежат гигантские залежи льда, которые до сих пор не обнаружили ни орбитальные зонды, ни роверы. Не исключено, что исследователи неверно понимают, как взаимодействуют полярные шапки с атмосферой — этот процесс может выводить воду быстрее и в больших объемах. Еще один вариант: разные источники воды на древнем Марсе работали не по отдельности, а в связке, и ученые посчитали одну и ту же воду дважды. Скорее всего, работает комбинация этих факторов плюс какие-то пока неизвестные механизмы, считает Якоски.
Другие исследователи на той же конференции предложили еще более радикальные идеи. Эрик Хайатт из Университета Вашингтона в Сент-Луисе заявил, что гидрологический цикл Марса вообще не походил на земной. Возможно, на Красной планете не было долгого непрерывного дождливого периода. Вместо этого поверхность переживала короткие ливни, а затем следовали долгие засухи. По словам Хайатта, «это говорит о том, что водный цикл на Марсе был совершенно другим, не похожим на земной и на любые аналоги на Земле». Его исследования показывают: подземные воды Марса, возможно, не контактировали с поверхностью и атмосферой так, как мы привыкли считать. Если так, то оценки притока воды к поверхности завышены.
Коллега Хайатта по университету — Бетани Эльманн — выступила с иным предположением. Она считает, что воды на современном Марсе может быть больше, чем мы традиционно думаем. Возможно, часть океана до сих пор прячется под грунтом в таких формах, которые не видны приборам с орбиты. Если это подтвердится, то нестыковка в расчетах станет меньше, но не исчезнет полностью.
Все эти выступления объединяет одно: ученые признают, что их картина водной истории Марса — неполная и, возможно, ошибочная в главном. Мы знаем о Красной планете многое: есть карты, снимки, химический анализ грунта, данные о климате. Но этого недостаточно, чтобы ответить на простой вопрос: куда ушла вода?
Post Scriptum
Разгадка тайны марсианской воды — это ключ к пониманию того, могла ли на планете существовать жизнь в прошлом и может ли она существовать сейчас. Но, как признал Брюс Якоски, новые модели тут не помогут. «Если спросите меня, — сказал он, — здесь нужны настоящие ботинки на земле». То есть высадка людей. Только человек с лопатой и буром сможет добраться до тех слоев марсианского грунта, куда не заглядывали роверы, и найти ту самую пропавшую воду.
Проблема в том, что NASA и SpaceX сейчас сосредоточились на Луне. Высадка на Марс может отложиться на десятилетия. Пока ученые будут собирать информацию по крупицам с помощью орбитальных аппаратов и марсоходов. Каждый новый замер, каждый анализ минерала приближает разгадку, но медленно. Слишком медленно. А где-то под песками Красной планеты лежит океан, который мы потеряли из виду. И никто пока не знает, как его найти.
-----
Еще больше интересных постов в нашем Telegram.
Заходите на наш сайт, там мы публикуем новости и лонгриды на научные темы. Следите за новостями из мира науки и технологий на странице издания в Google Новости