Тонкий лед мог защищать воду в озерах на замерзшем Марсе
Небольшие озера на древнем Марсе могли оставаться жидкими десятилетиями, даже при средней температуре воздуха значительно ниже нуля.
Используя климатическую модель, адаптированную для марсианских условий, исследователи из Университета Райса обнаружили, что озера в таких местах, как кратер Гейла у экватора Марса, могли существовать под тонким сезонным льдом как минимум десятилетиями, пока сохранялись стабильные климатические условия. Эти выводы помогают разрешить давнюю загадку: поверхностные формы рельефа, сформированные устойчивой жидкой водой, сосуществуют с климатическими моделями, предполагающими, что ранний Марс был слишком холоден для таких условий.
Исследование, опубликованное в AGU Advances, предлагает новое объяснение существования озер без теплого климата и причин хорошей сохранности древних марсианских озерных отложений.
Адаптация земного климатического инструментария
Исследователи адаптировали инструмент климатического моделирования Proxy System Modeling, изначально разработанный для Земли, для реконструкции древних климатов Марса. Вместо древесных колец или ледяных кернов они использовали измерения марсоходов, рассматривая горные породы и минеральные записи как прокси для климатической летописи.
Они переработали модель для озер, отразив условия Марса около 3.6 миллиардов лет назад: более слабый солнечный свет, богатую CO2 атмосферу и особые сезонные циклы.
В новой модели Lake Modeling on Mars with Atmospheric Reconstructions and Simulations (LakeM2ARS) они провели 64 тестовых случая на основе реальных данных марсохода Curiosity из кратера Гейла. Каждая симуляция длилась 30 марсианских лет (~56 земных лет).
Скрытый защитник
В некоторых симуляциях озера полностью замерзали в холодные сезоны, в других — оставались жидкими под тонким слоем льда. Этот тонкий лед действовал как изолирующая крышка, значительно сокращая потерю воды, но позволяя солнечному свету прогревать озеро в теплые месяцы.
В результате такого сезонного цикла некоторые смоделированные озера почти не меняли глубину десятилетиями, что указывает на их стабильность даже при средней температуре воздуха ниже нуля большую часть времени.
"Этот сезонный ледяной покров ведет себя как естественное одеяло для озера", — сказала соавтор исследования Кирстен Зибах. Он изолирует воду зимой, позволяя ей таять летом. Поскольку лед тонкий и временный, он оставляет мало следов, что может объяснить, почему марсоходы не нашли явных признаков многолетнего льда или ледников.
Выводы предполагают, что ранний Марс мог поддерживать долговременные озера без стабильно теплых условий.
Будущие исследования
Если древние марсианские озера существовали под сезонным, а не толстым постоянным льдом, это дает более ясное объяснение таким особенностям, как сохранившиеся береговые линии, слои осадков и минеральные отложения.
Исследователи планируют применить LakeM2ARS к другим марсианским бассейнам и изучить влияние состава атмосферы или циркуляции грунтовых вод на стабильность озерного льда.
"Если схожие паттерны проявятся по всей планете, это поддержит идею, что даже довольно холодный ранний Марс мог поддерживать круглогодичную жидкую воду — ключевой ингредиент для сред, пригодных для жизни", — сказала ведущий автор Элеонор Морленд.