InSight не обнаружил воду под поверхностью Марса

Американская межпланетная станция InSight совершила посадку на Марс 27 ноября 2018 года. Она должна была решить две научные задачи: изучить температурные условия на глубине до 5 метров под поверхностью Марса и зафиксировать современные тектонические явления. Для этого на станции были установлены два инструмента: немецкий пенетратор с термодатчиками HP3 и высокочувствительный сейсмометр SEIS из Франции. Многочисленные попытки пенетратора погрузиться под поверхность планеты оказались безуспешными, и в январе 2021 года НАСА официально объявило эксперимент провалившимся. Однако прибор SEIS оказался более удачливым и собрал много данных о тектонической активности Марса.

Сейчас научные приборы на станции InSight уже отключены из-за нехватки энергии, однако анализ собранных данных еще продолжается. Недавно в журнале Geophysical Research Letters была опубликована статья о новом исследовании американских ученых, в котором использовались данные сейсмометра SEIS.

Основной задачей SEIS являлась фиксация подземных толчков и любых мелких тектонических явлений на Марсе, однако его возможности этим не ограничиваются. Информацию о скорости прохождения сейсмических волн, их отражении и поглощении можно использовать для анализа стратиграфической структуры подповерхностных пород и некоторых их свойств.

Ученые из США связали данные, собранные сейсмометром, с накопленным массивом данных о рельефе и температуре в районе равнины Элизий, где находится InSight. Первоначало они рассчитывали найти под исследовательской станцией осадочные породы и застывшие потоки лавы, а также воду – как в форме льда, так и в химически связанной форме. Однако эти ожидания не оправдались.

Проведенное компьютерное моделирование показало, что в 300 метрах под поверхностью Марса в месте посадки InSight водяной лед либо отсутствует, либо его очень мало. Породы там легкие и плохо сцементированные, т. е. не содержат льда, который заполнял бы поры. Это на означает, что присутствие мелких частиц льда совсем исключено, но пока что оценить вероятность этого не представляется возможным.

Как известно, в прошлом на Марсе было много воды. Вопрос в том, что с ней произошло, не имеет однозначного ответа, однако многие планетологи считают, что значительная часть воды вошла в состав минералов, т. е. стала т. н. химически связанной. При этом процессе молекулы воды встраиваются в более сложные и крупные молекулы минералов, и вода теряет свои изначальные свойства. Например, одним из самых распространенных водосодержащих минералов является глина.

В большинстве случаев водосодержащие минералы являются цементирущими породами, однако, как уже говорилось, их обнаружить не удалось.

На глубине сотен метров под поверхностью Марса постоянно сохраняется отрицательная температура, и, теоретически, ничего не препятствует длительному сохранению водяного льда. Объяснить дефицит воды, на который указывает исследование, ученые пока не могут. Существующие модели геологического строения Марса указывают на то, что на этой широте должен присутствовать мерзлый грунт с водоносными горизонтами в нем.

Авторы исследования отмечают, что симуляцию каждой модели подповерхностных условий запускали по 10 тысяч раз. И модель, основанная на пористой среде без цементирующего материала, лучше всего соответствует данным, собранным SEIS.