Сумніваєтесь у розташуванні підземних рідких водних озер на Марсі – це може бути просто замерзла бруд

Три дослідження, опубліковані минулого місяця, поставили під сумнів гіпотезу про існування підземних озер нижче південного полюса Марса.

Де вода, там і життя. Принаймні так відбувається на Землі, і чому вчені залишаються збентеженими будь -якими доказами, які свідчать про те, що рідка вода існує в холодному сухому місці. Марс. Червона планета – це складне місце для пошуку рідкої води: хоча водяного льоду в достатку, будь -яка вода, досить тепла, щоб бути рідкою на поверхні, витримає лише кілька хвилин, перш ніж перетворюється на пар у рідкому марсіанському повітрі.

Звідси інтерес у 2018 році, коли команда на чолі з Роберто Ороссі з італійського Національного інституту астровіки оголосила, що знайшла докази підземних озер глибоко під крижаним покривом на південному полюсі Марса. Докази, які вони цитували, надходили від радіолокаційного приладу на борту орбіти Mars Express компанії ESA.

Кольорові точки позначають місця, де яскраві радіолокаційні відблиски були помічені орбітальним апаратом Mars Express ESA в південній полярній шапці Марса. Ці розвороти раніше трактувалися як рідка вода під поверхнею, але їх поширеність і близькість до замерзлої поверхні свідчать про те, що вони можуть бути чимось іншим. Кредит: ESA/NASA/JPL-Caltech

Радарні сигнали, які можуть проникати крізь скелю та лід, змінюються, коли вони відбиваються від різних матеріалів. У цьому випадку вони випромінюють особливо яскраві сигнали під полярною шапкою, які можна інтерпретувати як рідку воду. Можливість придатного для проживання середовища для мікробів була захоплюючою.

Але після більш детального вивчення даних разом з експериментами в холодній лабораторії на Землі деякі вчені тепер вважають, що сигнали може створювати не глина, а вода. Минулого місяця три нові газети розкрили таємницю – і гіпотеза про озера висихала.

наукова екосистема

Вчені з марсіанського полюса належать до невеликої, згуртованої спільноти. Незабаром після публікації статті «Озера» близько 80 з цих учених зібралися на Міжнародній конференції з вивчення та дослідження полярних Марсів в Ушуаї, прибережному селі на південній околиці Аргентини.

Такі зібрання дають можливість перевірити нові теорії та оскаржити погляди один одного. “Суспільства можуть генерувати власні невеликі наукові екосистеми”, – сказав Джеффрі Плат. НАСАJPL, один із вчених, які відвідали конференцію. Він також є одним із головних дослідників, поряд з Оросеєм, інструменту, що стоїть за інтригуючими радіолокаційними сигналами, під назвою MARSIS, або Марсовий вдосконалений радар для підземного та іоносферного зондування. “Ці спільноти можуть бути самодостатніми, тому що ви задаєте комусь питання, і, можливо, через рік-два вони допоможуть вам знайти відповідь”,-продовжив він.

Значна частина розмови була присвячена підземним озерам. Скільки тепла потрібно, щоб утримувати рідини води під цим льодом? Чи може розсіл знизити температуру замерзання води настільки, щоб вона залишалася рідкою?

Ісаак Сміт з Йоркського університету в Торонто зібрав під час роботи в лабораторії і заморозив смектитову глину рідким азотом, щоб перевірити, як вона реагуватиме на радіолокаційні сигнали. Результати оскаржують гіпотезу, що підземні озера можна знайти на південному полюсі Марса. Кредит: Йоркський університет / Крейг Реза

Звичайно, це не перший раз, коли хвилююча гіпотеза, пов’язана з водою, викликає шквал розслідувань. У 2015 році космічний орбітальний апарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter виявив те, що виглядало як смуги мокрого піску, що стікає по схилах, явище, яке називається “повторювана лінія схилу”. Але неодноразові спостереження з використанням космічного корабля HiRISE – або науково -дослідного дослідження з високою роздільною здатністю – з тих пір камера показала, що це, ймовірно, результат потоків піску. Дослідження, опубліковане на початку цього року, виявило кілька повторюваних ліній схилу після глобальної пилової бурі на Марсі в 2018 році. Результати свідчать про те, що пил, що осідає на схилах, призводить до потоків піску, які в свою чергу оголюють темний підземний матеріал, який надає лінії виразний колір ..

Як і з гіпотезою про вологий пісок, багато вчених починають придумувати способи перевірки гіпотези про підземні озера. “Було відчуття, що ми повинні спробувати вирішити цю проблему”, – сказав Айзек Сміт з Йоркського університету в Торонто, який організував конференцію в Ушуаї та очолив останнє дослідження, яке показало, що глина може пояснити спостереження.

Занадто холодно для озер

Серед цих учених був і Клякса. Він та Адітя Хуллер, докторант Університету штату Арізона, який проходив стажування у Лабораторія реактивного руху, проаналізували 44 000 радіолокаційних лун від основи полярної шапки за 15 років даних MARSIS. Вони продемонстрували десятки яскравих роздумів, подібних до дослідження 2018 року, але у своїй останній роботі, опублікованій у Геофізичні дослідницькі листиВони виявили багато таких сигналів у районах поблизу поверхні, де воно повинно бути настільки холодним, щоб вода залишалася рідкою, навіть у суміші з перхлоратом – типом солі, який зазвичай зустрічається на Марсі і може знизити температуру замерзання води.

Потім дві окремі групи вчених проаналізували радіолокаційні сигнали, щоб визначити, чи може щось інше виробляти ці сигнали.

Карвер Пірсон з Університету штату Арізона завершив теоретичне дослідження, яке вказує на кілька потенційних матеріалів, які можуть викликати сигнали, включаючи глину, мінерали, що містять мінерали, і солоний лід. Але Ісаак Сміт з Йоркського університету, знаючи, що група глини під назвою смектити були знайдені по всьому Марсу, пішов далі в окремій третій роботі: Він виміряв властивості смектитів у лабораторії.

Смекта виглядає як звичайна порода, але давно утворилася рідкою водою. Сміт помістив кілька зразків смекту в циліндр, призначений для вимірювання того, як радіолокаційні сигнали взаємодіють з ними. Він також залив його рідким азотом і заморозив до мінус 58 градусів За Фаренгейтом (мінус 50 градусів Цельсія) – близько до того, що було б на південному полюсі Марса.

“У лабораторії було холодно”, – сказав Сміт. “У той час у Канаді була зима, і перекачування рідкого азоту в приміщення стало прохолоднішим. Мене зв’язали капелюх, куртка, рукавички, шарф і маска, бо COVID-19. Це було дуже незручно ».

Після заморожування зразків глини Сміт виявив, що їх відповідь майже точно відповідає радіолокаційним спостереженням MARSIS. Далі він та його команда досліджували бруд на поверхні Марса поблизу цих радіолокаційних спостережень. Вони спиралися на дані MRO, яка містить мінеральну діаграму під назвою Compact Imaging Spectrometry, або CRISM.

Бінго. Хоча CRISM не може дивитися крізь лід, Сміт виявив SMectites, розкидані біля льодовикового покриву Антарктики. Команда Сміта показала, що заморожені смекти можуть викликати зворотний розвиток – не потрібна незвичайна кількість солі або тепла – і що вони знаходяться в Антарктиді.

Неможливо бути впевненим у яскравих радіолокаційних сигналах, не приземлившись на південному полюсі Марса і не прокопавши кілометри льоду. Але останні статті пропонують розумні пояснення, які мають більше сенсу, ніж рідка вода.

“У планетарній науці ми часто наближаємося до істини”, – сказав Плотт. “Оригінальний документ не довів, що це вода, і ці нові документи не доводять, що це не так. Але ми намагаємося максимально звузити коло можливостей, щоб досягти консенсусу”.