Солона правда про марсіанської воді

Дослідники НАСА довели існування на Марсі води в рідкій формі.

Вода - основа життя на нашій планеті, саме завдяки воді на Землі стало можливим існування такого різноманіття біологічних форм. Природно, що пошук життя на інших планетах в першу чергу стикається з питанням: а чи є там вода? Тому, перед тим як відповісти на став вже приказкою питання «чи є життя на Марсі», потрібно спочатку розібратися c умовами для цього самого життя, і тільки потім вже шукати відповіді на більш фундаментальні питання. Так що там з водою на Марсі? Давайте розбиратися.

3D-модель ділянки поверхні Марса, відтворена по знімках з орбіти. Темні витягнуті смуги на схилах утворені дією рідкої води. Фото: NASA / JPL / University of Arizona

Зображення кратера Горовиця, отримане накладенням знімка камери HiRISE на 3D модель поверхні. Темні смуги - сліди потоків солоної води. Фото: NASA / JPL-Caltech / Univ. of Arizona

Mars Reconnaissance Orbiter, MRO - апарат НАСА, призначена для дослідження будови і складу поверхні Марса, атмосферних явищ, а також комунікації з Землею. Фото: NASA / JPL

Діаграма станів води. Нижче тиску 610 Па лід перестає плавитися при підвищенні температури і відразу переходить в газоподібний стан. Фото: Wikimedia / Commons

<

>

На Землі вода знаходиться в трьох основних станах: твердому, рідкому і газоподібному. Лід, рідина і пар - рівновага між трьома цими формами води визначають за все два фізичних параметра: тиск і температура. Коли ви гріє воду в чайнику, ви поступово піднімаєте температуру рідини до температури кипіння, після чого вона, природно, закипає. Якщо той же посудину з водою поставити в морозильник, то через деякий час вона перетвориться на лід, до того ж розірвавши і посудину. Однак це все відбувається при сталості іншого параметра - тиску, що ж буде, якщо ми будемо міняти ще і його? А відбудеться наступне: температура плавлення льоду ніяк не зміниться і залишиться рівною 0 градусів Цельсія (якщо, звичайно, не створювати зовсім екстремальних умов), а ось температура кипіння буде змінюватися. Цей ефект добре спостерігається в високогір'ї, де в умовах низького тиску, вода починає кипіти при помітно меншій температурі. Наприклад, на висоті 6000 метрів над рівнем моря, вода в гуртку закипить вже при 80 градусах. А що станеться, якщо опустити тиск ще нижче? Температура кипіння буде все зменшуватися, до тих пір, поки не зрівняється з температурою плавлення. Це так звана потрійна точка - таке поєднання тиску і температури, при якому всі три форми: рідка, тверда і газоподібна існують одночасно. Якщо ж ми опустимо тиск ще нижче, то лід при нагріванні перестане плавитися, а буде відразу переходити в пар - цей процес називається сублімацією.

До чого весь цей довгий розповідь про агрегатні стани води? Для того, щоб розуміти, в якому вигляді вода може перебувати на Марсі. Умови на поверхні червоної планети сильно відрізняються від земних: на Марсі дуже холодно - середня річна температура приблизно -60 градусів, а атмосфера дуже розряджена - тиск в 160 разів нижче, ніж на Землі. Це означає, що виявити рідку воду на Марсі надзвичайно важко: при низькій температурі вона вся знаходиться в замерзлому вигляді, а під час марсіанського літа, коли температура піднімається вище 0, відразу ж переходить в газоподібну форму, минаючи рідкий стан. Саме з цієї причини дослідники дуже скептично ставилися до можливості існування в даний час на Марсі рідкої води, хоча в минулому води на поверхні планети було багато, що доведено численними дослідженнями. Однак спроб все-таки виявити ознаки наявності рідкої води на Марсі не залишали і, як виявилося, не дарма.

Справа в тому, що навіть при температурах значно нижче 0 градусів вода може перебувати в рідкому стані за рахунок розчинених у ній солей. Саме із цієї причини дороги взимку посипають сіллю, щоб розтопити лід. В ході досліджень на поверхні Марса було виявлено безліч солей: сульфатів, хлоридів і перхлоратов - всі вони здатні істотно знизити температуру замерзання води і дозволити їй існувати в рідкому вигляді навіть в настільки холодних умовах Марса. Крім того, дослідників довгий час залучали дивні темні освіти на схилах деяких кратерів: витягнуті на кілька сотень метрів темні смуги змінювалися в залежності від пори року: під час марсіанського літа вони ставали ширше, а взимку, навпаки, зменшувалися в розмірах. Це наводило на думку, що можливо ці смуги якось пов'язані з рідкою водою, яка за рахунок солей на поверхні могла стікати під час марсіанських відлиг. Встановити, що це дійсно так, вдалося за допомогою що знаходиться на орбіті Марса апарату Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Ця станція може не тільки отримувати фотографії поверхні планети з високою роздільною здатністю, але і досліджувати її хімічний склад, в тому числі за допомогою бортового спектрометра CRISM.

Виявилося, що ці загадкові темні смуги містять в собі гідрати солей: перхлоратов і хлоридів магнію, кальцію і натрію. При цьому спектральний сигнал від гідратів виявляється тільки в той час, коли ці смуги найбільш широкі, а ось під час марсіанських зим сигнал пропадає. Гідрати солей можуть утворюватися тільки в присутності рідкої води, тому дослідники зробили висновок, що саме рідка вода відповідальна за появу цих незвичайних форм сучасного марсіанського рельєфу. Правда залишається не ясним, звідки вона береться. Джерелом міг би бути лід, що знаходиться під поверхнею, однак це не характерно для цих областей. Конденсація водяної пари з атмосфери також під питанням - оскільки води в ній занадто мало. Так що на цю загадку ще належить знайти відповідь. І найголовніше питання - якщо є рідка вода, то як щодо життя? Про це теж ще рано говорити щось конкретне. З одного боку, рідка вода це, безсумнівно, велика заявка на можливість її існування, але, з іншого боку, незрозуміло, чи може якась біологічна форма вижити в такому «розсолі».

За матеріалами NASA.