Северная полярная область Марса хранит значительно более чистые слои водяного льда, чем предполагали прежние расчёты. Эти отложения могут сохранять сведения о резких изменениях климата планеты в прошлом. Исследование провели учёные Вашингтонского университета, а его результаты 8 сентября опубликовал журнал npj Space Exploration.
Марс испытывает сильные изменения наклона оси, поскольку его небольшие спутники не обеспечивают такой устойчивости, как массивная Луна у Земли. В результате на планете неоднократно наступали экстремальные ледниковые эпохи. Сегодня примерно треть поверхности Марса покрыта неглубокими слоями замёрзшей воды, в которых могли сохраниться пыль и атмосферные газы, накопившиеся в разные периоды.
Добраться до полярного льда с помощью посадочных аппаратов крайне сложно. В 1999 году NASA потеряло аппарат Mars Polar Lander у южного полюса, а миссия Phoenix в 2008 году стала первой, которой удалось непосредственно взять образцы льда возле северного полюса. Пятьдесят лет, прошедшие с первой успешной миссии NASA к Марсу, подчёркивают, насколько долго исследователи пытаются изучать планету, особенно её труднодоступные ледяные районы.
Большая часть северного полярного льда скрыта под слоем пыли. Она не только мешает наблюдениям, но и влияет на нагрев поверхности: тёмный материал отражает меньше солнечного света, поэтому лёд быстрее прогревается и испаряется. «Если льда больше пыли, он становится темнее. Подобно тёмной футболке на солнце, пыльный лёд на Марсе нагревается сильнее и быстрее испаряется», — пояснил научный сотрудник Лаборатории прикладной физики Вашингтонского университета Адитья Кхуллер.
Ранее для оценки свойств марсианского льда применяли методику, созданную для изучения лунного грунта. Кхуллер обнаружил расхождения в её результатах и вместе с выпускником Вашингтонского университета Пари Моханом использовал другой подход, основанный на методах профессора-эмерита Стива Уоррена, разработанных для земного снега и льда. «Его методы десятилетиями успешно применялись для изучения снега и льда на Земле. Поэтому мне показалось интересным адаптировать эти проверенные на Земле методы для Марса», — сказал Кхуллер.
Сопоставив данные миссии Phoenix с наблюдениями орбитальных аппаратов, исследователи оценили долю пыли в верхнем слое северного полярного льда примерно в 3%, тогда как прежние расчёты допускали показатель до 25% по массе. Сезонные изменения яркости показали, что лёд состоит из чередующихся слоёв: более пыльный зимний иней летом исчезает, открывая чистые и древние пласты. Эти отложения могут отражать климатические условия тысячелетней давности, а тёмные прослойки способны поглощать тепло и создавать под поверхностью небольшие участки талой воды, где теоретически могли бы существовать микроорганизмы. Кхуллер намерен применить уточнённый метод к другим районам Марса, чтобы восстановить историю изменений его климата.