Марсианские ледники более чем на 80% состоят из водяного льда

Недавний анализ ледниковых структур Марса показывает, что эти ледники содержат более 80% воды в виде льда. Этот показатель превышает предыдущие оценки, которые указывали на гораздо более низкий процент ледяной воды, и значительно меняет понимание климатической истории Марса и его доступных водных ресурсов.

Новое исследование, опубликованное в журнале Icarus, было проведено международной группой под руководством Юваля Штейнберга из Института науки Вейцмана в сотрудничестве с Одедом Ахаронсоном и Айзеком Смитом из Института планетных наук. Анализ был сосредоточен на пяти лопастных отложениях (LDA), ледниковых структурах, присутствующих в средних широтах Марса. Эти образования, часто покрытые слоем обломков, давно считаются потенциальными резервуарами твердой воды.

Чтобы количественно оценить чистоту льда, присутствующего внутри этих ледников, исследователи использовали данные, собранные радаром SHARAD на борту Mars Reconnaissance Orbiter НАСА. Подход был основан на измерении скорости распространения радиолокационных волн в материалах и их затухании, параметрах, которые позволяют оценить соотношение льда и породы внутри ледников. Полученные результаты показывают, что, несмотря на пыльный и обломочный внешний вид, большая часть этих структур состоит из чистого льда.

Внутренняя структура ледников

Исследование устраняет одно из основных ограничений предыдущих исследований: отсутствие согласованности в методах, применяемых для анализа марсианских ледников. В прошлом в разных местах использовались разные методы, что затрудняло сравнение собранных данных и выводы в планетарном масштабе. В некоторых случаях по анализируемым объектам имелись только частичные данные, а другие объекты никогда не изучались подробно.

Новый подход основан на систематическом использовании радара SHARAD для более надежной оценки внутреннего состава LDA. Сочетание различных свойств позволило рассчитать процентное содержание льда в каждом месте. Пять проанализированных ледников, распределенных по всей планете, показали практически идентичные физические характеристики. Это позволяет предположить, что процессы образования и сохранения льда на Марсе являются однородными, возможно, связанными с одним глобальным оледенением или несколькими подобными событиями, распределенными во времени.

Результаты показывают, что чистота льда превышает 80% на всех исследованных участках, что значительно выше предыдущих предположений, согласно которым ледниковые породы содержали только 30% льда. Таким образом, речь идет о настоящих ледниках, погребенных под поверхностным слоем обломков.

Последствия для исследования и ресурсов Марса

Возможность того, что обширные районы Марса содержат почти чистые ледники, значительно меняет оценки водных ресурсов планеты. Наличие высокочистого льда, расположенного относительно близко к поверхности, является решающим фактором для будущих пилотируемых миссий, которые будут в значительной степени зависеть от использования ресурсов на месте (ISRU). Вода нужна не только для гидратации космонавтов, но и может быть преобразована в кислород для дыхания и водород для топлива.

Новый метод, разработанный Штайнбергом и его коллегами, позволяет оценить содержание воды без необходимости бурения или прямых наблюдений. Это полезный инструмент для выбора будущих мест посадки на основе наличия местных ресурсов.

Исследователи планируют расширить анализ на другие ледники планеты, чтобы подтвердить, применимы ли обнаруженные свойства к другим, еще не изученным LDA. Стандартизация метода радиолокационного анализа позволит сравнивать данные, собранные в разное время и в разных местах, создав единую глобальную карту марсианского льда.