Данные, полученные нами, показали, что под поверхностью Марса на глубине порядка одного метра имеются огромные залежи водяного льда
0 просмотров
Перейти к первому непрочитанному сообщению
sergeij.dobrojanskij
16 окт. 2008 г., 15:36:4016.10.2008
– paranor...@googlegroups.com
Вечная мерзлота находится не только в приполярных
районах Марса, но и в средних широтах планеты, между 60-м и 40-м градусом широты
обоих полушарий, что в северном полушарии Земли соответствует полосе между
Петербургом и Баку, сообщается в статье, опубликованной в российском научном
издании "Письма в Астрономический журнал".
Эти данные были получены с помощью российского прибора HEND и лазерного альтиметра MOLA, установленных на межпланетных орбитальных зондах, говорится в статье.
"Мы сдвинули границу присутствия водяного льда на Марсе неглубоко под поверхностью с 60-го градуса до 40-го градуса. На экваторе водяного льда нет, там уже везде слишком тепло. Пояс 60-40 градусов - это переходная область, где в некоторых местах лед есть, а в некоторых нет", - сказал в интервью РИА Новости ведущий автор исследования Игорь Митрофанов из Института космических исследований РАН.
Еще в 2002 году российский прибор ХЕНД (от английского "high energy neutron detector"), достигший околомарсианской орбиты на борту американской станции "Марс-Одиссей", обнаружил, что под тонким слоем песка в полярных районах находится толстый слой водяного льда, хотя ранее считалось, что лед находится лишь в полярных ледяных шапках.
"Данные, полученные нами, показали, что под поверхностью Марса на глубине порядка одного метра имеются огромные залежи водяного льда", - сказал собеседник агентства.
Марс - ледяная планета
Прибор ХЕНД был изготовлен в Институте космических исследований в 1998-2001 году на средства Роскосмоса. В феврале 2002 года "Марс-Одиссей" с прибором на борту вышел на круговую околомарсианскую орбиту.
ХЕНД регистрирует нейтроны, "вылетающие" с поверхности планеты. Для каждого участка поверхности Марса он может определить поток нейтронов в разных энергетических диапазонах.
"У Марса очень тонкая атмосфера, которую легко "протыкают" космические лучи - заряженные частицы высоких энергий. Они попадают в верхний слой поверхности, на глубину около двух метров, где выбивают вторичные нейтроны. Часть из них уходит с поверхности в открытый космос, где их регистрирует наш прибор", - сказал Митрофанов.
Карты распределения потока нейтронов на Марсе и отражательной способности грунта в ближнем инфракрасном диапазоне
Первые данные, полученные в 2002 году, показали, что уровень потока нейтронов с поверхности планеты очень сильно меняется, и низкий уровень в некоторых районах Марса указывает на присутствие большого количества водяного льда.
Ученый пояснил, что если в веществе много водорода, то нейтроны гораздо быстрее теряют энергию и над местом, где много водорода, прибор видит, что нейтронов с большими энергиями там очень мало.
"Мы не думали, что будут такие изменения потока нейтронов для разных районов Марса. Считалось, что Марс - это сухая планета, что поток нейтронов будет меняться на проценты. В 2002 году мы увидели, что поток нейтронов для некоторых районов изменяется в шесть раз. И единственное объяснение такой большой переменности и такому большому дефициту нейтронов с высокими энергиями - присутствие в грунте большого количества водорода. А единственное химическое вещество, в котором может быть водород в таких количествах - это вода", - сказал Митрофанов.
Благодаря полученным с прибора ХЕНД данным было установлено, что на Марсе в полосе между Северным полюсом и 60-м градусом северной широты и между Южным полюсом и 60-м градусом южной широты под слоем песка залегает слой вечной мерзлоты толщиной более 1-2 метров, состоящий из смеси грунта и водяного льда.
Мерзлота в "средней полосе"
Митрофанов пояснил, что, хотя явных признаков ослабления потока нейтронов во всем широтном поясе ниже 60-го градуса не было, ученые понимали, что поверхность прогревается неодинаково. Там, где она достаточно сильно отражает солнечный свет, может быть так же холодно, как и в высоких широтах, и там может сохраниться лед.
Ученые проанализировали данные по нейтронам и данные об отражающих свойствах поверхности, полученных с лазерного альтиметра MOLA, установленного на другом аппарате НАСА Mars Global Surveyor - измеряя высоту, он одновременно определяет отражающую способность поверхности.
Результаты показали, что и ниже 60-го градуса могут быть участки мерзлоты.
"Оказалось, что водяной лед может находиться в участках поверхности, где хорошо отражается солнечное излучение. Он может присутствовать до широты 40 градусов и на севере, и на юге", - сказал Митрофанов.
Он добавил, что данные, полученные с российского прибора, были использованы для выбора места посадки американского посадочного зонда "Феникс", который впервые провел прямой анализ марсианского льда.
Соавтор Митрофанова, сотрудник Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН Никита Демидов пояснил в интервью РИА Новости, что марсианская мерзлота по ряду параметров отличается от земной, которая формируется при температурах ниже нуля.
"На Марсе, где более низкое давление, стабильность льда достигается при температурах ниже 100 градусов ниже нуля", - сказал Демидов. При температуре выше этой точки лед начинает сублимироваться - превращаться в пар, минуя жидкую фазу.
Демидов добавил, что, в отличие от земной мерзлоты, уровень мерзлого грунта на Марсе практически не испытывает сезонных колебаний.
Теплый и влажный Марс
Отвечая на вопрос, откуда же взялось гигантское количество водяного льда, погребенного под поверхностью Марса, Митрофанов сказал, что это замерзшие остатки свободной воды, некогда существовавшей на планете.
"Если вы посмотрите на карту современного Марса, то вы увидите высохшие русла, которые свидетельствуют о том, что на его поверхности в прошлом была свободная вода. Там текли реки, там определенно были озера, и, вероятно, были моря и океаны", - сказал ученый.
По его словам, многие признаки - и рельеф, и отложения, которые есть на поверхности планеты, указывают на то, что ранний Марс был влажным и теплым.
"Он был очень похож на Землю в первый миллиард лет своего существования. Всего Марсу 4,5 миллиарда лет, как и всей Солнечной системе. В первый миллиард лет на Марсе был влажный и теплый климат, кстати, очень похожий на климат ранней Земли. Они примерно одинаково развивались, была толстая атмосфера, шли дожди, было магнитное поле", - сказал исследователь.
Затем из-за какой-то катастрофы, возможно, из-за падения гигантского астероида, Марс потерял магнитное поле, "толстую" атмосферу и стал холодным.
"До наших результатов считалось, что он стал сухим и холодным, потеряв воду вместе с атмосферой. Вода вскипела, все эти реки-океаны перешли в атмосферу, и вместе с атмосферой вода была утрачена. Оказывается, что это не так, оказывается, что значительная доля воды просто превратилась в лед, и осталась под поверхностью", - сказал Митрофанов.
По его словам, не исключено, что в районах с геотермальной активностью, слой льда под поверхностью тает и в получившейся воде может существовать жизнь.
"Водяной лед, вероятно, идет вглубь на десятки и, возможно, на сотни метров, и тут дальше открывается простор для фантазии, потому что в каких-то особых геотермальных точках могут возникать пещеры, пещерные озера и реки, дальше уже можно говорить о возможности присутствия там примитивных форм жизни", - отметил ученый.
Эти данные были получены с помощью российского прибора HEND и лазерного альтиметра MOLA, установленных на межпланетных орбитальных зондах, говорится в статье.
"Мы сдвинули границу присутствия водяного льда на Марсе неглубоко под поверхностью с 60-го градуса до 40-го градуса. На экваторе водяного льда нет, там уже везде слишком тепло. Пояс 60-40 градусов - это переходная область, где в некоторых местах лед есть, а в некоторых нет", - сказал в интервью РИА Новости ведущий автор исследования Игорь Митрофанов из Института космических исследований РАН.
Еще в 2002 году российский прибор ХЕНД (от английского "high energy neutron detector"), достигший околомарсианской орбиты на борту американской станции "Марс-Одиссей", обнаружил, что под тонким слоем песка в полярных районах находится толстый слой водяного льда, хотя ранее считалось, что лед находится лишь в полярных ледяных шапках.
"Данные, полученные нами, показали, что под поверхностью Марса на глубине порядка одного метра имеются огромные залежи водяного льда", - сказал собеседник агентства.
Марс - ледяная планета
Прибор ХЕНД был изготовлен в Институте космических исследований в 1998-2001 году на средства Роскосмоса. В феврале 2002 года "Марс-Одиссей" с прибором на борту вышел на круговую околомарсианскую орбиту.
ХЕНД регистрирует нейтроны, "вылетающие" с поверхности планеты. Для каждого участка поверхности Марса он может определить поток нейтронов в разных энергетических диапазонах.
"У Марса очень тонкая атмосфера, которую легко "протыкают" космические лучи - заряженные частицы высоких энергий. Они попадают в верхний слой поверхности, на глубину около двух метров, где выбивают вторичные нейтроны. Часть из них уходит с поверхности в открытый космос, где их регистрирует наш прибор", - сказал Митрофанов.
Карты распределения потока нейтронов на Марсе и отражательной способности грунта в ближнем инфракрасном диапазоне
Первые данные, полученные в 2002 году, показали, что уровень потока нейтронов с поверхности планеты очень сильно меняется, и низкий уровень в некоторых районах Марса указывает на присутствие большого количества водяного льда.
Ученый пояснил, что если в веществе много водорода, то нейтроны гораздо быстрее теряют энергию и над местом, где много водорода, прибор видит, что нейтронов с большими энергиями там очень мало.
"Мы не думали, что будут такие изменения потока нейтронов для разных районов Марса. Считалось, что Марс - это сухая планета, что поток нейтронов будет меняться на проценты. В 2002 году мы увидели, что поток нейтронов для некоторых районов изменяется в шесть раз. И единственное объяснение такой большой переменности и такому большому дефициту нейтронов с высокими энергиями - присутствие в грунте большого количества водорода. А единственное химическое вещество, в котором может быть водород в таких количествах - это вода", - сказал Митрофанов.
Благодаря полученным с прибора ХЕНД данным было установлено, что на Марсе в полосе между Северным полюсом и 60-м градусом северной широты и между Южным полюсом и 60-м градусом южной широты под слоем песка залегает слой вечной мерзлоты толщиной более 1-2 метров, состоящий из смеси грунта и водяного льда.
Мерзлота в "средней полосе"
Митрофанов пояснил, что, хотя явных признаков ослабления потока нейтронов во всем широтном поясе ниже 60-го градуса не было, ученые понимали, что поверхность прогревается неодинаково. Там, где она достаточно сильно отражает солнечный свет, может быть так же холодно, как и в высоких широтах, и там может сохраниться лед.
Ученые проанализировали данные по нейтронам и данные об отражающих свойствах поверхности, полученных с лазерного альтиметра MOLA, установленного на другом аппарате НАСА Mars Global Surveyor - измеряя высоту, он одновременно определяет отражающую способность поверхности.
Результаты показали, что и ниже 60-го градуса могут быть участки мерзлоты.
"Оказалось, что водяной лед может находиться в участках поверхности, где хорошо отражается солнечное излучение. Он может присутствовать до широты 40 градусов и на севере, и на юге", - сказал Митрофанов.
Он добавил, что данные, полученные с российского прибора, были использованы для выбора места посадки американского посадочного зонда "Феникс", который впервые провел прямой анализ марсианского льда.
Соавтор Митрофанова, сотрудник Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН Никита Демидов пояснил в интервью РИА Новости, что марсианская мерзлота по ряду параметров отличается от земной, которая формируется при температурах ниже нуля.
"На Марсе, где более низкое давление, стабильность льда достигается при температурах ниже 100 градусов ниже нуля", - сказал Демидов. При температуре выше этой точки лед начинает сублимироваться - превращаться в пар, минуя жидкую фазу.
Демидов добавил, что, в отличие от земной мерзлоты, уровень мерзлого грунта на Марсе практически не испытывает сезонных колебаний.
Теплый и влажный Марс
Отвечая на вопрос, откуда же взялось гигантское количество водяного льда, погребенного под поверхностью Марса, Митрофанов сказал, что это замерзшие остатки свободной воды, некогда существовавшей на планете.
"Если вы посмотрите на карту современного Марса, то вы увидите высохшие русла, которые свидетельствуют о том, что на его поверхности в прошлом была свободная вода. Там текли реки, там определенно были озера, и, вероятно, были моря и океаны", - сказал ученый.
По его словам, многие признаки - и рельеф, и отложения, которые есть на поверхности планеты, указывают на то, что ранний Марс был влажным и теплым.
"Он был очень похож на Землю в первый миллиард лет своего существования. Всего Марсу 4,5 миллиарда лет, как и всей Солнечной системе. В первый миллиард лет на Марсе был влажный и теплый климат, кстати, очень похожий на климат ранней Земли. Они примерно одинаково развивались, была толстая атмосфера, шли дожди, было магнитное поле", - сказал исследователь.
Затем из-за какой-то катастрофы, возможно, из-за падения гигантского астероида, Марс потерял магнитное поле, "толстую" атмосферу и стал холодным.
"До наших результатов считалось, что он стал сухим и холодным, потеряв воду вместе с атмосферой. Вода вскипела, все эти реки-океаны перешли в атмосферу, и вместе с атмосферой вода была утрачена. Оказывается, что это не так, оказывается, что значительная доля воды просто превратилась в лед, и осталась под поверхностью", - сказал Митрофанов.
По его словам, не исключено, что в районах с геотермальной активностью, слой льда под поверхностью тает и в получившейся воде может существовать жизнь.
"Водяной лед, вероятно, идет вглубь на десятки и, возможно, на сотни метров, и тут дальше открывается простор для фантазии, потому что в каких-то особых геотермальных точках могут возникать пещеры, пещерные озера и реки, дальше уже можно говорить о возможности присутствия там примитивных форм жизни", - отметил ученый.
Ответить всем
Отправить сообщение автору
Переслать
0 новых сообщений