Моделирование показывает, что на Марсе нет жидкой воды
Исследователи из Университета Корнелла предоставили простое и исчерпывающее объяснение ярких радиолокационных отражений, первоначально интерпретированных как жидкая вода под ледяной шапкой на южном полюсе Марса.
Их моделирование показывает, что небольшие изменения в слоях водяного льда – слишком небольшие для обнаружения георадарными приборами – могут вызвать конструктивную интерференцию между радиолокационными волнами. Такая интерференция может привести к отражениям, интенсивность и изменчивость которых соответствуют наблюдениям на сегодняшний день – не только в области, предположительно находящейся в жидкой воде, но и в так называемых южных полярных слоистых отложениях.
Результаты основаны на моделировании 10 000 сценариев наслоения, и для каждого из них – 1000 вариаций толщины слоев льда и содержания пыли, но никаких необычных условий или экзотических материалов, которые были бы необходимы для существования жидкой воды.
«Я не могу сказать, что существование там жидкой воды невозможно, но мы показываем, что существуют гораздо более простые способы получить то же самое наблюдение, не заходя так далеко, используя механизмы и материалы, о существовании которых мы уже знаем», — говорит Дэниел Лалич, научный сотрудник Корнеллского центра астрофизики и планетологии (CCAPS). «Просто случайно вы можете создать на радаре тот же наблюдаемый сигнал».
Роверы предоставили обширные доказательства того, что вода текла по поверхности древнего Марса, в том числе в бывшей дельте реки, которую сейчас исследует марсоход «Perseverance». Опираясь на радар, который может исследовать под поверхностью земли для обнаружения водяного льда и потенциально скрытых водоносных горизонтов, члены научной группы орбитального аппарата Mars Express под руководством Европейского космического агентства в 2018 году объявили, что обнаружили озеро, скрытое под южной полярной шапкой.
Последствия были огромными: там, где есть жидкая вода, может существовать микробная жизнь.
Но, по словам Лалича, хотя такие же яркие радиолокационные отражения, скорее всего, указывают на наличие подледного озера на Земле, условия температуры и давления на Марсе сильно отличаются. В этом случае жидкая вода должна была бы представлять собой густой рассол или потребовались бы экзотические минералы или активная магматическая камера под полярной шапкой – ни то, ни другое не было обнаружено.
Между тем, наблюдения другого космического зонда показали яркие отражения, распределенные по слоистым отложениям на различной глубине и без корреляции с условиями на поверхности. По словам Лалича, условия, при которых вода могла бы появиться в первоначальном месте шириной примерно 18 километров, неприменимы в других местах.
Используя более простые модели, ученые ранее показали, что яркие радиолокационные сигналы могут быть созданы в отсутствие жидкой воды, но они говорят, что предположения о слоях замороженного углекислого газа под ледяной шапкой, вероятно, были неверными.
Новое исследование рассказывает более полную историю, устраняя пробелы в гипотезе радиолокационных помех с помощью более реалистичного моделирования. Тысячи случайно сгенерированных сценариев наслоения были основаны только на условиях, которые, как известно, существуют на марсианских полюсах, и варьировали состав и расстояние между слоями льда так, как можно было бы ожидать на расстоянии десятков или сотен километров.
Эти небольшие корректировки иногда давали яркие подземные сигналы, соответствующие наблюдениям на каждой из трех частот, используемых радарным прибором MARSIS орбитального аппарата Mars Express. Вероятно, по простой причине: радиолокационные волны, отражающиеся от слоев, расположенных слишком близко для разрешения прибора, могут объединяться, усиливая их пики и минимумы.
Не исключая возможности обнаружения в будущем более мощными инструментами, Дэниел Лалич сказал, что подозревает, что история о жидкой воде и потенциальной жизни на Красной планете давно закончилась. Исследование было поддержано НАСА.