В 2008 году NASA впервые официально заявило о воде на Марсе после изучения ледяных залежей в грунте, взятых миссией Phoenix. С тех пор научные знания о марсианской воде значительно расширились. Появились новые доказательства, что Марс в далеком прошлом был влажным и теплым миром.
Сейчас на Марсе существует вода, но в основном в виде водяного льда, а также, возможно, в виде растворов, содержащих соли, которые остаются жидкими при низких температурах. Огромные запасы льда скрыты в полярных шапках и пролегают в недрах средней и высокой широты под тонким слоем породы или пыли. Более 5 миллионов кубических километров льда достаточно, чтобы при растапливании покрыть планету водным слоем около 35 метров.
В феврале 2025 года китайский марсоход Zhurong с помощью подповерхностного радара обнаружил уникальные структуры в районе Utopia Planitia. Под слоем до 80 метров оказались залегания песка, наклоненные под углом, характерным для береговых отложений. Ученые трактуют их как следы древнего пляжа у океана, существовавшего примерно 3,5−4 миллиарда лет назад, в эпоху с более теплым климатом и плотной атмосферой. Это открытие стало одним из самых убедительных доказательств существования древнего океана в северном полушарии Марса.
Кроме того, орбитальные снимки от NASA показали почти 16 000 км рек древних русел в южных возвышенностях Noachis Terra. Эти «перевернутые каналы» свидетельствуют о долговременных потоках воды, возможно, дождей или таяния снега более 3 миллиардов лет назад.
Недавнее исследование Венсана Шеврие из Университета Арканзаса показало, что на Марсе может кратковременно появляться жидкая вода в виде соленого рассола. Используя данные посадочного модуля NASA «Викинг-2» и современные климатические модели, ученый выяснил, что в северных широтах на равнине Утопия между концом зимы и началом весны возникает температурное окно примерно на один марсианский месяц. В это время иней может плавиться и взаимодействовать с солями в грунте, образуя тонкий слой рассола, способный менять химию поверхности и создавать локальные микросреды, потенциально пригодные для жизни.
Марсоход Curiosity также зафиксировал на поверхности в кратере Гейла симметричные рябьевые структуры — своеобразные «волнорезы», оставшиеся от ветров и волн в мелких озерах. Это подтверждает, что в определенное время вода существовала не только под землей, но и на поверхности. А недавние снимки «паутин» из твердых минералов (boxwork ridges) на склонах горы Шарп — результат кремнизации грунтовых вод, которые оставили минералы в трещинах и затем обнажились эрозией, — указывают на наличие грунтовых вод в прошлом, даже когда поверхностная вода исчезла.
Под поверхностью Марса могут скрываться жидкие водоносные горизонты. По данным миссии InSight, возможно наличие огромных запасов воды под поверхностью на глубинах около 5−8 километров. Ученые оценили, что ее объем может покрыть планету океаном толщиной 520−780 метров, если собрать ее воедино. Некоторые исследователи подчеркивают, что такие выводы остаются гипотезой, но альтернативные объяснения тоже возможны.
Также известны подледные озера в южной полярной области, выявленные с помощью радара ESA Mars Express (инструмент MARSIS) — слои отражают сигналы, соответствующие жидкой воде под ледяной шапкой на глубине около 1,5 километров. Это могли быть гиперсоленые перхлоратные растворы, которые остаются жидкими при очень низких температурах.
История воды на Марсе начинается миллиарды лет назад. Гидрологическая модель говорит, что примерно 4−4,1 миллиарда лет назад в северной низменности Vastitas Borealis расположился океан Oceanus Borealis, который покрывал до трети поверхности планеты. Показательными являются древние озера вроде Eridania Sea — гигантского водоема размером более миллиона квадратных километров, возможно, глубиной до 2400 метров.
Речные долины и дельты, наблюдаемые Curiosity, Perseverance и другими миссиями, подтверждают, что в Ноахианскую эпоху (примерно 3,8−3,3 миллиарда лет назад) на Марсе текли сточные воды, образовывали озера и реки, а климат позволял устойчивое присутствие жидкой воды.
Что случилось с этой водой? Главные механизмы ее потери — утечка водорода и газа в космос после утраты магнитосферы, химическое связывание воды в минералы (гидратированные силикатные соединения), и замораживание под поверхностью. Солнце постепенно усиливало излучение, а углекислый газ «блокировал» воду, превращая климат в аридную пустыню. Объем захваченной в минералах воды мог составлять от 30 до 99% от первоначальных запасов, оставляя только часть в виде льда или остаточных растворов.
Таким образом, сегодня вода на Марсе существует в четырех основных видах:
- лед — полярные шапки и скрытые ледяные массивы под поверхностью и в средних широтах;
- жидкая вода, возможны подземные резервуары глубиной 5−8 км, а также подледные озера на южном полюсе на глубине около 1,5 километров;
- водяной пар присутствует в атмосфере в малых концентрациях и участвует в сезонном цикле;
- перхлоратные и другие соляные растворы могут оставаться жидкими при −70 °C, при определенных условиях или кратковременно на поверхности.
Значение всех этих открытий для науки огромно. Они подтверждают потенциальную пригодность древнего Марса для микробной жизни, расширяют понимание климатической эволюции планет и помогают инженерам планировать будущие пилотируемые миссии. Например, выбор лучшего посадочного района в Amazonis Planitia учитывает доступ к подповерхностному льду, который может быть источником воды, кислорода и топлива для будущих колонистов.
Продолжаются поиски органических соединений и биосигнатур в породах, образованных в древних озерах и реках. Марсоход Perseverance пробурил образцы в кратере Джезеро — ключевом месте для изучения следов микробной жизни.
Открытие воды на Марсе в 2008 стало лишь началом. С самых ранних свидетельств до современных миссий планета раскрывает слои своей истории: от гигантских океанов до замороженных льдов и возможных подземных озер. Марс не просто мертвая пустыня — он был и может быть миром, где вода когда-то текла, и где она все еще хранится, возможно, до наших дней.
