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.
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.
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.