Марс в даний час це пилова пустеля, але так було не завжди - зростаюча кількість свідчень вказує на те, що Червона планета була набагато більш гостинною у своєму стародавньому минулому. Куди поділася вся вода - ключове питання, і тепер дослідники з JPL і Caltech запропонували нову відповідь: під поверхнею.
Приблизно чотири мільярди років тому Марс, можливо, був дуже схожий на Землю. Дослідження показують, що в його північній півкулі знаходився океан, який містив стільки ж води, скільки половина нашого Атлантичного океану.
Але перенесемося на мільярд років вперед, і там буде суші, ніж у будь-якій пустелі на Землі.
Так куди ж поділася вся ця вода? Загальноприйнята відповідь полягає в тому, що вона вирвалася в космос. При меншій гравітації, ніж на Землі, Марсу важче утримувати свою атмосферу, і протягом мільярда років або близько того величезна кількість водяного пара може полетіти в космос.
У той час як частина його води, безумовно, вислизнула б таким чином, дослідники виявили, що цей процес не може пояснити всю втрату. За їхніми підрахунками, щонайменше 30 відсотків вихідної води - а можливо, і цілих 99 відсотків - все ще знаходиться на Марсі. Замість того, щоб вирватися нагору, вона пішла вниз, в мінерали в корі планети.
Дослідники вивчили, скільки води існувало на Марсі протягом всієї його історії у вигляді рідини, пара і льоду. Вони також вивчили хімічний склад атмосфери і кори планети.
Зокрема, вони зосередилися на співвідношенні «легкого» і «важкого» водню. Дейтерій - більш рідкісний, більш важкий ізотоп водню з додатковим нейтроном в його атомному ядрі, і через це він менш ймовірно буде втрачений в космосі, ніж більш легка форма. Це означає, що з часом, якби водяний пар виходив у космос, він залишив би після себе більш високе співвідношення дейтерію до звичайного водню в атмосфері.
Коли команда вчених досліджувала це співвідношення, вони виявили, що воно не може пояснити кількість води, яка повинна була полетіти в космос, виходячи з того, скільки її раніше «зберігалося» на Марсі. Замість цього вони припускають, що переважна її частина просочилася в мінерали в землі і опинилася там у пастці.
«Атмосферний викид явно зіграв свою роль у втраті води, але результати останніх десяти місій на Марс вказують на те, що існував величезний резервуар давніх гідратованих мінералів, утворення яких, безумовно, зменшувало доступність води з плином часу», - говорить Бетані Елманн, співавтор дослідження.
Те ж саме відбувається і на Землі, але з однією істотною відмінністю: Марс не дуже тектонічно активний. На Землі поглинена вода повертається назад в атмосферу через тектоніку плит і вулканізм, але на Марсі вона просто залишається під землею.
«Вся ця вода була ізольована досить рано, а потім ніколи не поверталася назад», - каже Єва Шеллер, провідний автор дослідження.
На питання про те, піднімалася чи опускалася вода на Марсі, може допомогти відповісти марсохід Perseverance. Між тим, наступні кроки для команди вчених полягають у проведенні аналогічних аналізів для циклів азотних і сірчистих мінералів, а також у проведенні лабораторних випробувань моделювання процесів вивітрювання на Марсі.
Дослідження було опубліковано в журналі Science.