Без воды мы не сможем создать исследовательскую базу на Красной планете, но основные залежи льда сосредоточены ближе к полюсам, где придется противостоять еще и низким температурам. Теперь астрономы нашли водяной иней на экваторе Марса, в кальдерах вулканов Провинции Фарсида.
Сгенерированная проекция вулканов Провинции Фарсида, сделанная по данным Mars Express / © ESA, DLR, FU Berlin
Одни из самых высоких и больших вулканов Солнечной системы находятся на территории марсианской Провинции Фарсида. Она возвышается над окружающими равнинами примерно на пять километров. Ее ширина — около пяти тысяч километров. Там находятся горы Арсия и Аскрийская высотой около 18 километров, гора Павлина (14 километров) и более низкие щитовые вулканы вроде Керавнского купола (девять километров в высоту). Там же расположен рекордный по размерам потухший вулкан Олимп высотой в 21 километр.
На протяжении истории Красной планеты Провинция Фарсида была наиболее активным вулканическим регионом. Самой молодой застывшей лаве там около 2,4 миллиона лет. Сейчас мы не видим вулканической активности вулканов Фарсиды, хотя Марс остается сейсмически активным.
Регион продолжает играть большую роль в жизни планеты. Он расположен на пути масштабной ежегодной «миграции» водного пара между полушариями. Судя по обилию водного пара над Фарсидой, там идет постоянный обмен водой между реголитом и атмосферой. Тем не менее из-за относительно низкой влажности и более высокой температуры на поверхности ученые не ожидали, что эта вода может «выпадать» инеем в тех широтах.
С помощью орбитального аппарата Trace Gas Orbiter астрономы смогли впервые увидеть в вулканах Провинции Фарсида утренний иней. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.
Авторы научной работы использовали преимущественно данные инструмента CaSSIS, камеры, делающей цветные и стереофотографии. Как описали ученые, голубоватые области на дне и краях кальдер появлялись в утренние часы (примерно в 07:00 по марсианскому времени) холодного сезона и исчезали к полудню. На хорошо освещенных склонах голубая «дымка» не возникала.
Исследователи отметили, что области инея коррелируют с геологически светлыми областями. Вероятно, это скопления пыли. Из-за мелких частиц такая поверхность должна сильнее охлаждаться ночью и медленнее нагреваться утром. Также мелкие частицы и общая пористость такого слоя дают больше возможностей для образования льдинок. В общем, условия способствуют образованию белого «налета».
Цикл образования инея, очевидно, зависит от колебаний температуры в течение марсианских суток и времени года. Тем не менее чисто по данным инструмента CaSSIS определить состав этих осадков невозможно. Для этого авторы исследования применили компьютерное моделирование.
Оказалось, расчетная температура у поверхности Красной планеты в эти периоды слишком высока для образования льда из углекислого газа. К тому же другие орбитальные аппараты тоже не регистрировали сухой лед в этом регионе Марса. Поэтому авторы склоняются к версии, что это вода.
Что касается толщины инея, оценки разнятся на два порядка: от единиц до сотен микрометров. Если принять, что толщина инея составляет около 10 микрометров (сотые доли миллиметра), получается, ежедневно на вулканах Фарсиды оседает приблизительно 150 тысяч тонн воды. В общем-то, это немного — в атмосфере Марса в теплые сезоны находятся триллионы тонн воды.
Судя по отсутствию характерных следов на склонах кальдер, иней не играет роли в эволюции рельефа. Но нам важно понимать микроклиматические условия в конкретных регионах Марса, чтобы лучше планировать миссии — как с участием автоматических аппаратов, так и с участием людей.
Комментарии
Дарья, вы пишете то про изморозь, то про иней. Очевидно, что вы считаете эти два слова синонимами одного явления, заменяющими одно другое. Но изморозь и иней - не одно и то же. Этот разные формы оледенения. Доводилось наблюдать на тросах и ферменных конструкциях направленную в одну сторону изморозь в пару сантиметров длиной, при полном отсутствии инея на земле и окружающей местности. Я подозреваю, что это явление на Марсе из вашей новости — именно иней, а не изморозь. Прежде всего потому, что вряд ли на Марсе есть тонкие длинные предметы, на которых характерно осаждение изморози. Причём настолько массово, чтобы такие области были видны с больших высот спутниковой съёмки. А инею всё равно где возникать, он и на почве прекрасно откладывается, и на камнях. Думаю, понятие изморози для местности на Марсе вы используете неправомерно. Впрочем, не смотрел оригинал новости, может и там так же написано?
Чтобы было понятнее, прикладываю фото изморози, которую наблюдал как-то зимой в Ереване. Классическая изморозь, на ветках, как положено. С ориентаций в сторону натекания переохлаждённого пара. При полном отсутствии инея на местности.
Николай, спасибо. Действительно, судя по всему, это именно иней, хотя, конечно, вблизи мы его рассмотреть не можем
Дарья, не за что. Просто на Марсе вряд ли есть тонкие линейные предметы на местности, провоцирующие появление изморози в потоке термодинамически неустойчивого водяного пара. Разве что на длинных частях конструкции всякой человеческой техники на марсе - вот на ней может отложится самая настоящая изморозь. А на местности вряд ли. На местность ляжет иней.