Используя сейсмическую активность для исследования недр Марса, геофизики обнаружили доказательства наличия большого подземного резервуара жидкой воды — достаточного, чтобы заполнить океаны на поверхности планеты.
Данные, полученные с посадочного модуля NASA Insight, позволили ученым оценить, что объем грунтовых вод может покрыть всю планету на глубину от 1 до 2 километров.
Хотя это и хорошая новость для тех, кто следит за судьбой воды на планете после того, как ее океаны исчезли более 3 миллиардов лет назад, этот резервуар не принесет особой пользы тем, кто попытается использовать его для снабжения будущей колонии на Марсе. Он расположен в крошечных трещинах и порах в скале в середине марсианской коры, на глубине от 11,5 до 20 километров под поверхностью. Даже на Земле бурение скважины глубиной в километр является сложной задачей.
Однако открытие указывает на еще одно перспективное место для поиска жизни на Марсе, если к резервуару можно будет получить доступ. На данный момент это помогает ответить на вопросы о геологической истории планеты.
«Понимание марсианского водного цикла имеет решающее значение для понимания эволюции климата, поверхности и недр», — сказало соавтор исследования Вашан Райт. «Полезной отправной точкой является определение того, где находится вода и сколько ее».
Райт вместе с коллегами Майклом Мангой из Калифорнийского университета в Беркли и Маттиасом Морцфельдом из Центра океанографии Скриппса подробно изложили свой анализ в статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ученые использовали математическую модель физики горных пород, идентичную моделям, используемым на Земле для картирования подземных водоносных горизонтов и нефтяных месторождений, чтобы сделать вывод, что сейсмические данные Insight лучше всего объясняются глубоким слоем трещиноватой магматической породы, насыщенной жидкой водой. Магматические породы представляют собой охлажденную горячую магму, как гранит Сьерра-Невады.
«Установление того, что существует большой резервуар жидкой воды, дает некоторое представление о том, каким был или мог быть климат», — сказал Манга, профессор Калифорнийского университета в Беркли по наукам о Земле и планетах. «И вода необходима для жизни, какой мы ее знаем. Я не понимаю, почему подземный резервуар не является пригодной для жизни средой. Это, безусловно, верно для Земли — в глубоких, глубоких шахтах есть жизнь, на дне океана тоже есть жизнь. Мы не нашли никаких доказательств жизни на Марсе, но, по крайней мере, мы определили место, которое, в принципе, должно быть способно поддерживать жизнь».
Манга был научным руководителем Райта по постдокторантуре. Морцфельд был бывшим научным сотрудником по постдокторантуре на кафедре математики Калифорнийского университета в Беркли, а сейчас является доцентом геофизики в Scripps Oceanography.
Манга отметил, что множество доказательств — речные русла, дельты и озерные отложения, а также измененные водой породы — подтверждают гипотезу о том, что вода когда-то текла по поверхности планеты. Но этот влажный период закончился более 3 миллиардов лет назад, после того как Марс потерял свою атмосферу. Планетологи с Земли отправили на планету множество зондов и посадочных модулей, чтобы выяснить, что случилось с этой водой — вода, замерзшая в полярных шапках Марса, не может объяснить все это — а также когда это произошло, и существует ли жизнь или существовала ли она раньше на планете.
Новые результаты свидетельствуют о том, что значительная часть воды не улетучилась в космос, а просочилась в земную кору.
В 2018 году NASA отправило на Марс посадочный модуль Insight для исследования коры, мантии, ядра и атмосферы. Он собрал бесценную информацию о недрах Марса до завершения миссии в 2022 году.
«Миссия значительно превзошла мои ожидания», — сказал Манга. «Изучив все сейсмические данные, собранные Insight, они выяснили толщину коры, глубину ядра, состав ядра и даже немного о температуре внутри мантии».
Insight зафиксировал на Марсе землетрясения магнитудой до 5 баллов, падения метеоритов и грохот вулканических районов. Все это создавало сейсмические волны, которые позволили геофизикам исследовать недра планеты.
В более ранней статье сообщалось, что на глубине около 5 километров верхняя кора не содержит водяного льда, как подозревали Манга и другие. Это может означать, что за пределами полярных регионов мало доступных замороженных грунтовых вод.
В новой статье анализируется более глубокая кора, и делается вывод, что «имеющиеся данные лучше всего объясняются насыщенной водой средней корой» под местоположением Insight. Предполагая, что кора на всей планете одинакова, утверждает группа, в этой зоне средней коры должно быть больше воды, чем «объемы, которые, как предполагается, заполняли гипотетические древние марсианские океаны».
