Згідно з результатами нового дослідження американських вчених, велика частина води, яка раніше покривала поверхню Марса, чи не зникла в космос, як вважали досі, а знаходиться в мінералах, що складають гірські породи планети.
Результати дослідження опубліковані в журналі Science.
Геологічні та геоморфологічні дані вказують на те, що древній Марс мав великі обсяги рідкої води. На поверхні Червоної планети до сих пір збереглися пересохлі русла річок, улоговини древніх озер і океанів. Традиційно вважається, що більша частина води покинула Марс через слабку гравітації протягом першого мільярда років існування планети.
Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту та Лабораторії реактивного руху NASA поставили під сумнів цю гіпотезу. Вони підрахували, що близько чотирьох мільярдів років тому на Марсі було достатньо води, щоб покрити всю планету океаном глибиною від 100 до 1500 метрів. За обсягом це приблизно відповідає половині Атлантичного океану Землі.
“Атмосферне викид не може повністю пояснити наявні у нас дані про те, скільки води колись існувало на Марсі”, – наводяться в прес-релізі Каліфорнійського технологічного інституту слова керівника дослідження Єви Шеллер (Eva Scheller).
Автори за допомогою комплексу методів – аналізу хімічного складу поточної атмосфери і кори планети, аналізу метеоритів, даних марсоходів і орбітальних апаратів – оцінили обсяг води у всіх її формах (пар, рідина і лід), укладений в корі Марса сьогодні, а також – за допомогою ізотопного відносини дейтерію до водню в атмосфері і гірських породах – швидкість її втрати в ході геологічної історії.
Вода складається з водню і кисню, однак не всі атоми водню однакові. Переважна більшість з них мають один протон в ядрі, в той час як крихітна частина – близько 0,02 відсотка – існує у вигляді дейтерію або так званого важкого водню, в ядрі якого є протон і нейтрон.
Важкий водень сильніше утримується гравітаційним полем планети, тому з часом відбувається збільшення відносини дейтерію до водню в атмосфері. За цим показником вчені судять про те, скільки було води спочатку і яку частку із цієї кількості зникла, а яка накопичилася в мінералах і залишилася.
Результати моделювання показали, що протягом нойського періоду – приблизно з 4,1 до 3,7 мільярда років тому – обсяг води на поверхні Марса зменшився на 40-95 відсотків, при цьому від 30 до 99 відсотків марсіанської води була поглинена мінералами в процесі гідратації . Згодом кілька повернулося назад з вулканічними газами, але цього було недостатньо для відновлення гідросфери планети, вважають вчені.
При взаємодії води з гірськими породами відбувається їх вивітрювання, або гідратація, тобто вони накопичують воду. Цей процес відбувається як на Землі, так і на Марсі. Але, оскільки Земля тектонічно активна, стара кора постійно розчиняється в мантії і повертає воду в атмосферу за допомогою вулканізму. Марс в цілому тектонічно неактивний, і тому “висихання” поверхні тут відбувалося безповоротно.
“Вся ця вода була ізольована досить рано, і потім ніколи не поверталася назад”, – пояснює Шеллер.
“Витік з атмосфери явно теж зіграла роль у втраті води, але результати останніх десяти років місій на Марс вказують на той факт, що існує величезний резервуар древніх гідратованих мінералів, утворення яких виразно зменшило доступність води з плином часу”, – додає ще один автор статті Бетані Елманн (Bethany Ehlmann), професор планетології і заступник директора Інституту космічних досліджень імені Кека.
Автори планують продовжити вивчення процесів, в результаті яких поверхнева вода Марса була законсервована в гірських породах, використовуючи лабораторні експерименти, що моделюють марсіанські процеси вивітрювання, а також аналізуючи нові дані марсохода Perseverance.
