На Марсе открыт первый внеземной водоём: почему это так важно?

Радар европейского аппарата "Марс экспресс" показал, что у южного полюса Марса на глубине полутора километров находится озеро из жидкой воды. Если это так, то речь идёт о настоящей революции в изучении планеты. Подлёдные озёра есть и у южного полюса Земли — например, озеро Восток, изолированное от поверхности много миллионов лет, но, несмотря на это, обитаемое. Если российские исследователи обнаружили бактерии даже в нём, то есть шанс на их наличие и в подлёдных озёрах на Марсе. Не менее ценно и то, что воду из таких озёр можно добывать. Это очень важный фактор, заметно упрощающий полёты к Красной планете и её потенциальное освоение.

В 2011 году никому не известный непалец Лухендро Ойха изучал снимки поверхности Марса, сделанные NASA. И обнаружил на них периодически появляющиеся потоки воды:

Чтобы понять значимость этого открытия, надо вспомнить: атмосфера на Марсе в 150 раз разреженнее земной. Поэтому вода там кипит при температуре около нуля градусов, то есть почти сразу после того, как превращается изо льда в жидкость. Считалось, что из-за этого существование её как жидкости на поверхности Красной планеты нереально. И тут такой сюрприз.

Исследователям из NASA, вероятно, стало немного обидно. Ещё бы нет: их организация сделала эти снимки, они должны были их изучать, но вот конкретно водные потоки заметить не успели. Само собой, возник серьёзный скепсис: в 2017 году вышла работа, предполагающая, что потоки на фото выше — всего лишь струящийся песок. Правда, объяснить непротиворечиво, почему этот "песок" перемещается именно тогда, когда склоны нагревает Солнце, скептикам не удалось.

И вот низкочастотный радар MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding), находящийся на борту европейского космического аппарата "Марс экспресс", зафиксировал безымянное озеро диаметром в 20 километров. На глубине в полтора километра под южной полярной шапкой Марса была обнаружена область сильного отражения радиоволн — такая, которая возникает на границе между жидкой водой и другой средой. В теории такой же сигнал может дать углекислый газ, если из-за большого давления под полярной шапкой он станет жидким. Но вероятность этого довольно низка, да и характер сигнала при этом должен несколько отличаться.

Итак, на Марсе с высокой степенью достоверности открыт первый водоём, хотя и подповерхностный. Более того — это первый внеземной водоём на другой планете. Да, струи водяного пара из недр Энцелада, Цереры и Европы тоже могут показывать, что внутри них есть водоёмы. Но, во-первых, это не планеты, во-вторых, в теории гейзеры могут образоваться и без сплошных водоёмов под поверхностью.

Как отмечают авторы работы, радар низкочастотный, поэтому "увидеть" может только большие озёра. Мелкие — и тем более подземные реки — ему недоступны. То есть открытие может указывать только на верхушку айсберга. Не исключено, что водоёмов поменьше под поверхностью Марса может быть в избытке.

Сегодня достоверно известно, что некогда на Марсе были поверхностные реки и моря. Было тепло, то есть условия соответствовали тем, в которых появилась земная жизнь. Потом на четвёртой планете истончилась атмосфера, стало куда холоднее и вода на поверхности в основном превратилась в лед.

Но из земной истории нам известно: если жизнь однажды возникла, а потом начались холода, то живые организмы могут отступить в глубину. Озеро Восток в четырёх километрах подо льдами Антарктиды — дом для необычных бактерий, которые не встречаются на поверхности. Безымянное марсианское озеро тоже может хранить в себе живые марсианские организмы.

Стоп, скажет читатель. Но ведь говорят, будто марсианская почва насыщена перхлоратами, солями, которые убивают всё живое. И ещё говорят, будто вода в марсианском грунте из-за таких солей непригодна для известной нам жизни?

Что тут скажешь. Говорят. Но те, кто это делают, забывают упомянуть кое-какие факты. Например то, что даже на Земле, где перхлораты редкость, есть немало видов микроорганизмов, которые охотно питаются этим "ядом".

Вряд ли помешают гипотетической марсианской жизни и соли, которых в подлёдном водоёме может быть немало. На Земле многие виды архей, бактерий и грибов живут даже в так называемом Мёртвом море, где соли до 350 граммом на литр.

Что означает возможность открытия марсианской жизни, понятно. Если эта жизнь не на ДНК, то она архиинтересна — у неё могут быть свойства, которых у земных собратьев нет. Если она на ДНК — то подтвердятся гипотезы о том, что жизнь может перемещаться между планетами.

Но и это не всё. Куда более важным станет понимание: если жизнь есть даже в таком месте как Марс, то она будет очень много где. Экзопланет в зоне обитаемости уже сейчас открыто немало, причём поблизости от Земли есть системы, где сразу по три планеты в такой зоне. Всего в Галактике таких планет, по оценкам, десятки миллиардов. Открытие жизни на Марсе остро поставит перед человечеством вопрос о том, что у него могут быть конкуренты.

У научного мира уже с 1930-х болит голова от вопроса: "Если Вселенная так велика, где населяющие её разумные виды?" В случае открытия жизни на Марсе она заболит уже у политиков.

Как мы уже отмечали, наиболее вероятный ответ на вопрос "где инопланетяне" — это довольно неприятная для нас, землян, гипотеза зоопарка. Если мы действительно жители зоопарка, то это серьёзнейший повод задуматься.

Бывший сотрудник космического подразделения Lockheed Martin Роберт Зубрин ещё в 2006 году в своей книге "Курс на Марс" точно указал: "На Марсе могут существовать подповерхностные геотермальные водоёмы жидкой воды... их вполне реально обнаружить на глубине до километра от поверхности... почвопроникающими радарами. Радарные исследования низкого разрешения, проводящиеся с орбиты, ... помогут заранее определить лучшие места для поиска воды".

Его предсказание оказалось вполне корректным. Поэтому стоит прислушаться и к его оценке таких водоёмов вообще: Зубрин отмечает, что, хотя водного льда на Марсе весьма немало, чтобы растопить его, потребуется много энергии. В случае обнаружения жидкой воды на глубине, энергию можно не тратить, а уже получать. Вода в подповерхностных озерах много теплее поверхности планеты, тем более — у южного полюса, где обнаружено озеро. Используя эту разницу температур, можно получать энергию так же, как геотермальные электростанции на Земле. В отличие от энергии солнечных батарей, геотермальная доступна 25 часов в сутки (марсианские). Это ощутимое подспорье для освоения планеты. Вода в озере, скорее всего, солёная, но её тепло поможет земной экспедиции растопить водный лед из южной полярной шапки.

Энергия и пресная вода — важнейшие компоненты любой мыслимой экспедиции на Марс. Из жидкой воды можно получить ракетное топливо, пригодное для полёта обратно, на Землю. Если такое топливо везти с Земли, то вес межпланетного корабля придётся измерять десятками тысяч тонн. Такого монстра человечеству пока не потянуть в финансовом отношении. Добыча ракетного топлива на взлёт с Марса "на месте" делает полёт туда вполне реальным даже для кораблей весом в сотни и тысячи тонн. Кстати, работа в этом направлении уже идёт — в Калифорнии строится BFR, которая будет готова в 2020-х и сможет выводить на низкую околоземную орбиту до 250 тонн за один пуск.

Да ладно вам, скажет читатель. Всё это лишь теории. Озеро хоть и большое, но в полутора километрах подо льдами южной полярной шапки Марса. Есть ли в нём жизнь, нет ли — поди знай, ведь бурить на километры на чужой планете сложновато. А если там нет жизни, то что будет искать экспедиция?

Что ж, нам с поверхности Марса действительно трудновато добраться до вод озера Безымянного и понять, обитаемы они или нет. Зато его водам, возможно, куда проще добраться до поверхности планеты. Дело в том, что озеро лежит под Planum Australe — Южной равниной Марса. И именно в этом районе планеты давно замечены странные "паукообразные" следы — сети трещин, расходящихся из одной точки. В настоящий момент учёные рассматривают этих "пауков" как следы марсианских гейзеров — быстро протекающих извержений газа, возможно, возгоняемого сухого льда. Считается, что при наступлении тёплого времени года замёрзший за зиму газ выходит на поверхность в виде гейзеров, где кроме самого газа выбрасывается и песок (аналог грязевых гейзеров Земли).

Следы марсианских гейзеров на сегодня зафиксированы только в южном полушарии планеты, как раз поблизости от озера Безымянного. Лежат они в том месте, которое учёные называют "таинственной зоной" — области между ярким сухим льдом (СО2) на вершинах полярных шапок и окружающим грунтом. "Таинственная зона" считается покрытой в основном тёмным водным льдом. Почему там образуются гейзеры, до сих пор было неясно. Вода на южном полюсе не может нагреваться с наступлением лета так сильно, чтобы давать "фонтаны". Зато так может нагреваться лед из углекислого газа. Но тогда не ясно, почему следов гейзеров нет на самом сухом льду, почему они встречаются только в "таинственной зоне".

Поэтому трудно исключить и другой вариант — что гейзеры на Марсе могут иметь ту же природу, что и на Земле. Напомним, на нашей планете они возникают там, где есть периодический приток горячих геотермальных вод из глубины. Ровно о таких водах на Красной планете в 2006 году писал Роберт Зубрин. Если в полутора километрах под марсианскими гейзерами лежит жидкая вода — вполне может быть, что она связана с этими самыми гейзерами. И если это так, часть этих вод может попадать на поверхность вместе с выбрасываемыми гейзерами материалами. Если озеро обитаемо, в таких выбросах будет содержаться сложная органика.

Интересно, что NASA одно время даже рассматривало возможность посылки к Южной равнине специального робота для изучения гейзеров — Mars Geyser Hopper. Увы, денег у организации меньше, чем планов, отчего дальше проекта дело не пошло. Однако после нового открытия ситуация может измениться. Если автомат получит шансы найти на поверхности следы воды из подлёдного озера — деньги на него найдутся. Благо, это будет самый простой способ найти жизнь на Красной планете.