Впервые за историю наблюдения Марса на экваторе планеты обнаружен водяной иней. Это опровергает прежние представления о невозможности образования наледи в этом регионе.

Открытие, сделанное с помощью космических аппаратов Европейского космического агентства ExoMars Trace Gas Orbiter и Mars Express, имеет большое значение для понимания гидрологического цикла Марса и его обитаемости в будущем.

Водяной иней был обнаружен в регионе «Татрис» (Tharsis), большого горного массива, на котором расположено 12 крупных вулканов, в том числе «Олимп» — самая высокая вершина в Солнечной системе.

«Гора Олимп», самый высокий вулкан не только на Марсе, но и во всей Солнечной системе. Снимок был получен ранним утром (7:20 утра по местному солнечному времени, LST) стереокамерой на борту Mars Express.
Источник: ESA / DLR / FU Berlin

Исследователь Адомас Валантинас из Бернского университета (Швейцария), первый, кто идентифицировал иней, объясняет: «Ранее мы считали, что иней не может образовываться около экватора Марса из-за высокого уровня солнечного излучения и разреженной атмосферы. Его присутствие свидетельствует об уникальных процессах, способствующих образованию наледи».

Иней формируется на рассвете и исчезает под лучами утреннего солнца. Несмотря на свою незначительную толщину, сопоставимую с человеческим волосом, он покрывает значительные площади, примерно 75 000 квадратных метров. Ежедневно вода испаряется с поверхности инея в атмосферу Марса, а затем оседает обратно в течение марсианских суток, составляющих около 24,5 земных часов.

По оценкам учёных, общее количество воды, содержащейся в инее, составляет около 29,4 миллиона галлонов (111 миллионов литров). Эта вода постоянно перемещается между поверхностью и атмосферой Марса, что может иметь важное значение для поддержания его хрупкой экосистемы.

Иней был замечен на вулканах Тарсиса: «Олимпе» (Olympus Mons), «Аскрей Монс» (Ascraeus Mons), «Арсия Монс» (Arsia Mons) и «Церауниус Толус» (Ceraunius Tholus). Каждый из этих вулканов содержит глубокие впадины на вершинах, называемые «кальдерами», которые образовались как магматические камеры. Учёные считают, что циркуляция воздуха над регионом Тарсис создаёт микроклимат с кальдерами, который уникален по сравнению с более обширным климатом и именно такой микроклимат способствует образованию наледи.

«Ветры поднимаются по склонам гор, принося относительно влажный воздух от поверхности на большие высоты, где он конденсируется и оседает в виде инея. Мы видим, как подобное явление происходит на Земле и в других частях Марса, и оно же вызывает сезонное марсианское «удлинённое облако Арсия Монс» [Arsia Mons Elongated Cloud]», — говорит Николас Томас, главный исследователь системы цветной и стереовизуальной обработки поверхности TGO (CaSSIS) из Бернского университета. Томас добавил, что иней, наблюдаемый командой на вершинах вулканов Марса, похоже, оседает в затенённых областях, в регионах с более низкими температурами.

Иней на дне кальдеры вулкана Ceraunius Tholus. На кадре (А) изображён вид на Ceraunius Tholus с камеры NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), а ранние утренние наблюдения, сделанные Colour and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS, один из четырёх научных инструментов орбитального модуля TGO ExoMars), наложены на синий прямоугольник. Эта прямоугольная область показана крупным планом в кадре (B). Белый прямоугольник, показывающий ещё более увеличенное изображение, показан в кадре (C). На дне кальдеры присутствует иней, при этом, на краю кальдеры его нет. В (D) показано изображение того же региона, полученное в другое время суток, когда уже не было наледи.
Источник: ESA / DLR / FU Berlin

Существует несколько причин, по которым этот иней на экваторе Марса до сих пор не удавалось обнаружить.

«Во-первых, нужна подходящая орбита, которая позволит наблюдать за регионом ранним утром. Хотя два марсианских орбитальных аппарата — Mars Express и TGO, — имеют такие орбиты и могут вести наблюдения в любое время суток, многие из других агентств вместо этого синхронизируются с Солнцем и наблюдают только днём. Во-вторых, отложение инея связано с более холодными марсианскими сезонами, что делает окно для его обнаружения ещё более узким», — сказал Адомас Валантинас.

Это означает, что для того, чтобы обнаружить наледь, команде нужно было либо точно знать, где и когда искать, либо им очень повезло.

«Мы искали иней возле экватора для каких-то других исследований и не ожидали увидеть его на вершинах вулканов Марса» – добавил Адомас.

«Найти воду на поверхности Марса всегда интересно, как с точки зрения научного интереса, так и с точки зрения её значения для исследований человеком и роботами», — сказал Колин Уилсон, научный сотрудник проектов ЕКА для ExoMars TGO и Mars Express. Он добавил, что низкое атмосферное давление Марса означает, что на вершинах гор планеты обычно не холоднее, чем на её равнинах. Несмотря на это, исследование показывает, что влажный воздух всё же может конденсироваться в иней, что Томас назвал «явно земным явлением».

«Понимание того, какие именно явления одинаковы или различны на Земле и Марсе, улучшает наше понимание основных процессов, происходящих не только на нашей родной планете, но и в других частях космоса», — заключил Томас.