Питання про наявність рідкої води на Марсі десятиліттями залишалося головною інтригою планетарної астрофізики та астробіології. Червона планета, яку ми сьогодні бачимо холодною, сухою та випаленою космічною радіацією пустелею, мільярди років тому мала щільну атмосферу, бурхливі річки, величні водоспади та глибокі океани. Проте втрата магнітного поля призвела до розвіювання атмосфери, а вся волога або випарувалася у відкритий космос, або назавжди замерзла в товщі полярних шапок.
Справжньою науковою сенсацією XXI століття стали результати багаторічного сканування марсіанської кори, які довели: під південною полярною шапкою Червоної планети на глибині понад півтора кілометра ховаються гігантські резервуари з рідкою водою. Це відкриття докорінно змінило уявлення вчених про потенційну населеність сусідньої планети та стало новим стимулом для пошуку життя поза межами Землі, подібно до того, як дослідження походження життя на Землі відкривають екстремальні форми виживання організмів.
Радарні відкриття орбітального апарата Mars Express
Історичний прорив став можливим завдяки роботі передового підповерхневого радара MARSIS, встановленого на борту європейського зонда Mars Express, запущеного Європейським космічним агентством (ESA). Радар випромінює низькочастотні радіохвилі, які проникають крізь товщу марсіанського ґрунту та льоду, відбиваючись від меж між різними геологічними шарами.
У 2018 році група італійських дослідників під керівництвом професора Роберто Орозеї з Національного інституту астрофізики опублікувала приголомшливі дані: під льодовиком Плато Південне (Planum Australe) було зафіксовано надзвичайно яскравий радіолокаційний сигнал на ділянці завширшки близько двадцяти кілометрів. Характеристики відбитого сигналу повністю відповідали межі між твердим льодом і рідкою водою, дуже схожій на земні підлідні озера в Антарктиді, такі як відоме озеро Восток.
Подальший аналіз даних, опублікований у 2020 році, показав наявність ще трьох менших водойм навколо основного резервуара. Ці підповерхневі озера залишаються стабільними протягом мільйонів років, будучи надійно захищеними товстим крижаним панциром від убивчого ультрафіолету та сонячної радіації, що нагадує астрофізикам, чому загадкові сигнали з далекого космосу завжди змушують шукати сліди розуму або життя у Всесвіті.
Хімічний склад і таємниця незамерзання марсіанської води
Температура на глибині півтора кілометра під марсіанським полюсом коливається в межах мінус шістдесяти восьми градусів за Цельсієм. За звичайних земних умов прісна вода за такої температури миттєво перетворюється на монолітний лід. Чому ж марсіанські підземні озера залишаються рідкими?
Головний секрет полягає у колосальній концентрації солей — перхлоратів магнію, кальцію та натрію, які у великій кількості містяться у марсіанському реголіті. Розчинені перхлорати діють як потужний природний антифриз, знижуючи температуру замерзання води майже до мінус сімдесяти градусів. Крім того, колосальний тиск багатокілометрової товщі льоду та залишкове геотермальне тепло від надр планети створюють додаткові сприятливі умови для підтримки рідкого стану.
Такий насичений сольовий розчин отримав назву «розсіл». Хоча для людини ця вода є високотоксичною через високу концентрацію солей, для деяких земних бактерій-екстремофілів таке середовище є цілком прийнятним для життєдіяльності, що доводить надзвичайну адаптивність живої клітини, подібно до того, як інформаційна структура ДНК зберігає стійкість навіть в екстремальних умовах.
Перспективи майбутніх місій і пошук мікроорганізмів
Відкриття рідких водойм на Марсі ставить перед інженерами завдання розробки принципово нових роботизованих місій. Щоб дістатися до підлідних озер, знадобляться спеціальні теплові бури або лазерні системи плавлення льоду (кріоботи), здатні пройти півтора кілометра замерзлих шарів і взяти проби незайманої марсіанської води.
Якщо у цих замкнених підземних оазах будуть виявлені мікроорганізми, це стане остаточним доказом того, що життя не є виключно земним феноменом. Крім того, підземні запаси води матимуть стратегічне значення для майбутніх пілотованих експедицій та створення постійних людських баз на Марсі.
Пошуки тривають, і кожна нова порція телеметричних даних наближає нас до моменту, коли людство дізнається, чи самотні ми у безмежних просторах нашої Сонячної системи, спонукаючи до нових відкриттів про те, які закони керують будовою матерії та простору у далекому космосі.
Відкриття підповерхневих водних резервуарів на Марсі має колосальне значення для розуміння еволюції клімату землеподібних планет. Геологічні дані марсоходів Curiosity та Perseverance свідчать про те, що стародавній Марс володів щільною атмосферою з вуглекислого газу та азоту, яка створювала потужний парниковий ефект. На поверхні планети плескалися величезні моря, а в долинах текли повноводні річки, що формували дельти, каньйони та алювіальні відкладення, дуже схожі на земні геологічні структури.
Проте через малий розмір Марса його металеве ядро охололо набагато швидше за земне, що призвело до зупинки планетарного динамо-механізму та колапсу глобального магнітного поля приблизно чотири мільярди років тому. Сонячний вітер буквально здув основну масу атмосфери у відкритий космос, що спричинило різке падіння тиску і перетворило планету на крижану пустелю. Підповерхневі солоні озера стали останнім притулком реліктової марсіанської гідросфери, законсервувавши первісне середовище на мільярди років.
Астробіологи підкреслюють, що вивчення цих підлідних озер дасть змогу протестувати новітні технології стерильного буріння, які згодом будуть застосовані під час дослідження крижаних супутників Юпітера та Сатурна — Європи, Ганімеда та Енцелада, де під багатокілометровими крижаними панцирами хлюпочуть теплі глобальні океани рідкої води.
Крім наукового значення, підповерхневі марсіанські водойми відкривають принципово нові перспективи для майбутнього освоєння Сонячної системи людством. Наявність доступних водних ресурсів на Марсі дасть змогу отримувати кисень для дихання космонавтів і водень як ракетне паливо безпосередньо на місці, що у рази знизить вартість міжпланетних експедицій і наблизить створення перших постійних наукових баз на поверхні Червоної планети.
Вивчення марсіанських глибин доводить, що навіть найсуворіші космічні пустелі можуть приховувати оази життя, змушуючи нас по-новому поглянути на місце людини у безмежному Всесвіті.
Планетологи зазначають, що глибинні шари марсіанського льоду містять запечатані бульбашки стародавньої атмосфери, які зберігають точний хімічний склад марсіанського повітря часів молодості Сонячної системи. Дослідження цих крижаних кернів допоможе зрозуміти, чому клімат Марса зазнав катастрофічних змін і як уберегти біосферу Землі від подібних сценаріїв у далекому майбутньому.
