Астрономия

Российские ученые открыли в одном из марсианских хаосов огромную область свободного льда

По площади она в два с лишним раза больше Ладожского озера, хотя лежит близко к экватору планеты. Скопление ценного ресурса в этой относительно теплой зоне может пригодиться будущим марсианским базам и колонистам.

В рамках миссии «ЭкзоМарс» европейский аппарат на орбите Марса Trace Gas Orbiter наблюдает поверхность планеты при помощи различных инструментов. Один из них — российский нейтронный детектор FREND, брат-близнец российского же детектора HEND на борту марсохода Curiosity. Этот прибор улавливает изменения в энергии нейтронов космических лучей после того, как они частично отражаются от поверхности Марса. Если нейтроны отражаются от областей, где много атомов водорода, энергетический спектр нейтронов меняется, что и замечает прибор.

Само по себе наличие водорода может говорить о разном. Как отмечает в комментарии для «Газеты.ру» Игорь Митрофанов из Института космических исследований Российской академии наук, вода на Марсе может содержаться и в мокром (а потом замерзшем) песке, и в гидратированных минералах, и в виде свободного льда. Последняя форма — самая ценная: такая вода проще всего для извлечения. По словам Митрофанова, «откалываете и расплавляете, это свободная вода в виде мерзлого льда, как в Якутии».

По содержанию атомов водорода в грунте можно отличить эти три случая друг от друга. Мокрый песок содержит не более нескольких процентов воды по массе, гидратированные минералы — около 15 процентов. Однако, согласно работе, опубликованной в журнале Icarus, в одной из точек Марса содержание воды по массе — 40,5 процента. Это совместимо только с наличием большого количества именно свободного льда.
Следует отметить, что FREND способен надежно оценить количество воды только в верхнем метре марсианской поверхности. Иными словами, свободный лед в точке, обнаруженной российским прибором, либо находится прямо на поверхности, под тонким слоем пыли, либо залегает очень неглубоко под ней.

Хаос Кандор. Хорошо видны крупные блоки, покрывающие часть его поверхности / ©Wikimedia Commons

Общий объем найденного водного льда неясен, поскольку неочевидна глубина, на которую он уходит. Но площадь самой области — 41 тысяча квадратных километров, это примерно равно Московской области.
Особенно интересно то, где именно была сделана находка. Зона называется Хаос Кандор. В планетологии Солнечной системы «хаосом» называют область с хаотичным рельефом, беспорядочно сочетающую гряды, трещины, плато и другие структуры. На поверхности Хаоса Кандор лежат некие крупные блоки неправильной формы, образовавшиеся, видимо, при разрушении чего-то.

Карта части Долин Маринер, в точке пересечения с Хаосом Кандор. Цветом показана ожидаемая концентрация воды в грунте. Фиолетовым выделена зона, где содержание воды может быть 100% / ©I. Mitrofanov et al.

Хаос Кандор пересекает Долины Маринера — крупнейшую систему каньонов Солнечной системы, тянущуюся на тысячи километров. Точка, где нашли лед, лежит близко к экватору — в наиболее перспективной зоне для строительства базы или колонии на Красной планете. Там выше температуры и давление, что упрощает повседневную деятельность. Однако ранее считалось, что водный лед на Марсе находится в основном рядом с полюсами, а близ экватора для него слишком жарко. Новое открытие показывает, что на деле и экваториальная зона планеты расположена не так далеко от больших залежей водного льда.

Комментарии

  • Не рассмотрены случаи просто выделения водорода из под поверхности. Впрочем это же учёные, им не впервой жестоко ошибаться. Хорошо, что в это время им не грозит аутодафе или иные малоприятные для здоровья проуедуры

    • Тут либо учёные не заявляли, что там именно лед, либо в статье метод поиска воды описан не полностью.
      Потому как даже аспиранты не стали бы делать таких громких заявлений не имея на то серьезных оснований.

      • Ученые, конечно, же, заявляли, что там именно лед -- в статье даже процитированы соответствующие слова Игоря Митрофанова, первого автора работы. И в новости выше описан "метод поиска воды", причем с использованием слов все того же ученого.

    • Водород вне связи с водой не может образовывать больших скоплений большой площади, потому что он очень легкий и очень легко диффундирует.

      • Водород может входить в состав газов, которые тяжелее и диффундируют значительно хуже)

        • Газ, который не диффундирует из верхнего метра марсианской поверхности в атмосферу из СО2, должен быть тяжелее равного объема СО2. Я не слышал про встречаемость в природе заметных количеств таких газов. Не поделитесь примерами?

          • А почему он не должен диффундировать? Диффундирует, только медленно. Возможно там тот же метан. Как плюсовая температура, начинает выделяться из пород, ну а в тени конечно замерзает

          • Метан намного легче СО2. При наличии метана в верхнем метре марсианского грунта, он мгновенно поднялся бы вверх (он аж до -160 газообразный, а холоднее этой температуры на марсианском экваторе не бывает), отчего перестал бы содержаться в грунте и был бы замечен спектрометрами землян. Я поэтому и говорю: чтобы содержаться в грунте на Марсе, газ должен быть легче СО2. Что для водородосодержащих газов, прямо скажем, нетипично.

          • Почему мгновенно? Или все породы Марса состоят исключительно из пыли? Там как бэ реголит или что ещё. Кроме того, выход чистого водорода в этой области вполне возможен из-за его высвобождения из гидридов

          • И да, температура атмосферы Марса ничего не говорит о температурных колебаниях в том самом метре поверхности, это не Земля однако, где только через полгода почва прогревается до летних температур.

          • Кроме того, при пониженных температурах у газов резко падает способность к диффундии, не обязательно жидкое состояние. Хотя я не смотрел ещё в справочник. Если коротко - причин фиксации в метровом слое поверхности высокого содержания водорода достаточно много. Та же вода, содержит два атома водорода и атом кислорода. Прекрасно. И сколько же там чисього водорода по объёму потребуется, если это не вода? Если есть ссылка на статью, обязательно ознакомлюсь с этими выводами. Если они безупречны, скажу Маскк, чтобы воды с собой лишней не брал)

  • «откалываете и расплавляете, это свободная вода в виде мерзлого льда, как в Якутии».

    Ох, чего-то у меня нет оптимизма, что это чистейший прямо байкальский лед. Скорее всего, он грязный и соленый. Его еще очищать надо от грязи, а соль выпаривать - что довольно сложная задача при марсианском давлении.

    • Комментарий удален пользователем или модератором...

      • Ну, не знаю, я что-то не вижу в продаже в инете готовых минизаводов по очистке воды от примесей и выпариванию из нее соли при низких температурах и низких давлениях, при отсутствии сети переменного тока, отсутствии запчастей, расходных материалов и т.д. Но у вас, очевидно, свои источники инф-и.

        • Давление и не нужно. При меньшем давлении и точка кипения ниже. А температура атмосферы, зафиксированная марсоходом на максимуме +35. Обычный солнечный испаритель ставится и вперёд.

        • Комментарий удален пользователем или модератором...

          • Про температуры и давления уже написали без меня.

            Да, вы правы, написали. Я глянул вкратце раздел "Химическая кинетика" в "Энциклопедии химии для детей", Аванта, 2000. Пишут, что с понижением температуры скорость всех реакций снижается. То же - и с понижением давления. Для повышения температуры, кстати, нет такой явной зависимости.
            Так что для приемлемой скорости работы заводик придется засовывать под землю, в герметичный зал, отапливать этот зал, и заводик будет нехило так засорять этот зал выхлопами, перхлоратами из водного льда, да и вообще - работа завода в замкнутом помещении - это что-то новое.

            Электрогенераторы для завода имеют большой размер (с комнату квартиры), обычно работают на дизтопливе. На торговый центр среднего размера их 2-3 надо, на завод, думаю, 4-5. Ого-го, сколько соляры надо будет везти на Марс - нефти то там вроде ишо не нашли.