Дослідження розсолів показують, що вкриті мерзом регіони є найперспективнішими кандидатами для майбутнього життя на Марсі та астробіологічних досліджень. Через суворі, холодні та надзвичайно сухі умови на Марсі вчені довго вважали, що рідка вода не може існувати на поверхні планети. Однак рідка вода є фундаментальним інгредієнтом життя, яким ми його знаємо. Найбільш перспективною можливістю її існування є розсоли – багаті на сіль розчини, які залишаються рідкими за значно нижчих температур, ніж чиста вода. Однак залишається незрозумілим, чи можуть такі розсоли насправді утворюватися в марсіанських умовах.
Вінсент Шевр’є, доцент Центру космічних і планетарних наук Університету Арканзасу, два десятиліття досліджував саме це питання. Тепер він вважає, що має відповідь: «так, можуть». Шевр’є представив свої висновки в нещодавньому дослідженні, опублікованому в Nature Communications Earth and Environment, виклавши переконливі аргументи на користь того, що рідкі розсоли справді можуть утворюватися на Марсі.
Двохдесятилітні пошуки дослідника
Шевр’є використав метеорологічні дані, отримані з місця посадки «Вікінг-2» на Марсі, у поєднанні з комп’ютерним моделюванням, щоб визначити, що розсоли можуть утворюватися протягом короткого періоду часу наприкінці зими та на початку весни внаслідок танення льоду. Це спростовує припущення про те, що Марс повністю позбавлений рідкої води на поверхні, і припускає, що подібні процеси можуть відбуватися в інших регіонах з високим вмістом мерзлоти, особливо в середніх та високих широтах.
Дані з Viking 2, який приземлився на Марс у 1976 році, були використані, тому що, за словами Шевр’є, «це була єдина місія, яка чітко спостерігала, визначала та характеризувала іній на Марсі». Танучий іній дає найкращі шанси знайти рідкі розсоли на Марсі, але є один нюанс: іній на Марсі має тенденцію швидко сублімуватися, що означає, що він переходить з твердого стану в газоподібний, не проводячи часу в рідкому стані через унікальні атмосферні умови Марса.
Але, проаналізувавши дані Viking 2 у поєднанні з даними з бази даних клімату Марса, Шевр’є зміг визначити, що наприкінці зими та на початку весни існував короткий період, коли умови були сприятливими для утворення розсолів. Зокрема, існує період тривалістю один марсіанський місяць (приблизно еквівалентний двом земним місяцям), коли умови були ідеальними у два моменти протягом дня: приблизно рано вранці та пізно вдень.
На Марсі є велика кількість солей, і Шевр’є давно припускав, що перхлорати будуть найперспективнішими солями для утворення розсолу, оскільки вони мають надзвичайно низькі евтектичні температури (тобто температуру плавлення суміші солі та води). Розсіл перхлорату кальцію твердне при температурі мінус 75 градусів Цельсія , тоді як на Марсі середня температура поверхні становить мінус 50°C на екваторі, що свідчить про те, що може існувати зона, де розсіл перхлорату кальцію може залишатися рідким.
Коли і де можуть існувати розсоли
Моделювання на основі відомих даних підтвердило, що двічі на день протягом місяця наприкінці зими та на початку весни існує ідеальне вікно, в якому можуть утворюватися розсоли перхлорату кальцію, оскільки температура коливається приблизно навколо оптимальної температури -75°C. В інший час доби або занадто спекотно, або занадто холодно.
Хоча висновки Шевр’є не є беззаперечним доказом існування розсолів, вони переконливо свідчать про їхнє існування в невеликих кількостях на періодичній основі. Навіть якби існували прямі докази наявності розсолу перхлорату кальцію, виявленого минулим чи майбутнім посадковим модулем, його кількість була б не великою. Перхлорат кальцію становить лише близько 1% марсіанського реголіту, а іній, який утворюється на Марсі, надзвичайно тонкий – набагато менше міліметра завтовшки. Тому малоймовірно, що він генерує багато води, безумовно, недостатньо для підтримки людського життя.
Але це не означає, що планета не могла б підтримувати життя, адаптоване до набагато холоднішої та сухішої планети.
У будь-якому разі, Шевр’є обнадійливо вважає, що розсоли утворюються за встановлених умов, і з нетерпінням чекає подальших підтверджень. У висновку своєї статті він зазначає: «Сильна кореляція між утворенням розсолів і сезонними циклами заморозків висвітлює конкретні періоди, коли тимчасова активність води є найбільш ймовірною, що може бути основою для планування майбутніх астробіологічних досліджень».
«Роботографічні посадкові модулі, оснащені гігрометрами [для вимірювання вмісту вологи в повітрі] та хімічними датчиками, могли б орієнтуватися на ці сезонні вікна, щоб безпосередньо виявляти утворення розсолу та обмежувати часові рамки, протягом яких ці рідини зберігаються».