Марс известен как каменистая красная планета, но появляется все больше доказательств, что в основании полярных отложений Марса существует соленая вода.
Грациэлла Капрарелли (Graziella Caprarelli), профессор из Университета Южного Квинсленда, входит в международную группу, изучающую яркие сигналы отражения поверхности Марса, которые были впервые обнаруженны в данных, полученных в период с 2010 по 2019 год радиолокационным эхолотом MARSIS на борту Mars Express.
В первую очередь итальянская команда предположила, что отражения указывают на лоскутное одеяло из соленых озер, опубликовав свои исследования в Science в 2018 году и в Nature Astronomy в 2021 году. Недавно новое сотрудничество между итальянской командой и исследователями из США предоставило очередные доказательства, еще больше подтверждающие эту интерпретацию.
Результаты этих исследований были недавно опубликованы в журналах Nature Communications и Journal of Geophysical Research: Planets.
Профессор Капрарелли сказала, что новые лабораторные эксперименты и моделирование исключают альтернативные интерпретации.
«Мы изучили такие вопросы, как «возможно ли, что сильные радиолокационные сигналы могут создаваться другими типами материалов, такими как глина или соленый лед, или конструктивными помехами», — сказала она.
Она так же отметила, что до сих пор температуры у основания южной полярной шапки Марса считались слишком низкими для того, чтобы рассолы могли быть в жидком состоянии.
Капрарелли, сотрудник Центра астрофизики Университета Южного Квинсленда, разработала тепловые модели и рассчитала диапазон температур в основании южной полярной шапки Марса, под южнополярными слоистыми отложениями (SPLD).
«Мы решили изучить физические свойства самих отложений, смоделировав распространение радиолокационных волн через водяной лед и пыль».
Новые расчеты ограничивают процент пыльных скоплений в отложениях между 5% и 12%. Используя эти значения в качестве входных данных и правдоподобные оценки температуры поверхности и теплового потока, ученые сделали вывод о базальных температурах около 200 K.
«Наши исследования показывают, что температура у основания SPLD, рассчитанная до сих пор другими исследователями (примерно 170–180 K), была сильно занижена и вместо этого может легко достигать 200 K (-73°C), что находится в пределах диапазона температуры плавления перхлоратных растворов», — сказал профессор Капрарелли.
Новые лабораторные эксперименты, проведенные в лабораториях Университета Рома Тре (Италия) и Юго-Западного научно-исследовательского института (США), дополнительно демонстрируют, что физические свойства рассолов при этих пересмотренных температурах полностью согласуются с мощностью радиолокационных сигналов, полученных от марсианских южнополярных отложений.
Источники: Sebastian E. Lauro et al, Using MARSIS signal attenuation to assess the presence of South Polar Layered Deposit subglacial brines, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-33389-4
D. E. Stillman et al, Partially Saturated Brines Within Basal Ice or Sediments Can Explain the Bright Basal Reflections in the South Polar Layered Deposits, Journal of Geophysical Research: Planets (2022). DOI: 10.1029/2022JE007398
Изображение: Топографическая карта Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) исследуемой области в Ultimi Scopuli. Пунктирные линии — наблюдения MARSIS. Синяя область указывает на географическое положение основной яркой области. Источник: Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-33389-4