Миллиарды лет назад Марс был планетой с реками, озерами и, возможно, океанами. Сегодня это сухая пустыня, а вопрос, куда исчезла вода, по-прежнему на повестке дня. Новое исследование, основанное на данных марсотрясений, указывает: вода не испарилась в космос, а могла спрятаться глубоко под поверхностью Красной планеты. Давайте разбираться, что все-таки удалось узнать и что это значит для будущей колонизации Марса.
Марс, который мы потеряли
Три-четыре миллиарда лет назад Марс выглядел совсем не так, как сегодня. Данные с орбитальных зондов и марсоходов дают нам картину планеты с реками, дельтами, озерами и, возможно, даже глобальным океаном в северном полушарии. Но со временем вода исчезла, оставив за собой высохшие русла и следы минералов.
Ученые десятилетиями спорят, куда все-таки делась вода. Основные гипотезы две: либо она испарилась и улетучилась в космос, либо ушла в недра планеты. Новое исследование, опубликованное в National Science Review в 2025 году, склоняет чашу весов в пользу второго сценария. Оно основано на анализе сейсмических данных, собранных аппаратом NASA InSight, и дает надежду на то, что Марс все еще хранит запасы воды — причем огромные.
Изучить строение Марса — задача не из легких. Земные методы, такие как глубокое бурение или мощные сейсмические исследования, на Красной планете пока недоступны. Ученые полагаются на данные с орбитальных станций, георадаров и марсоходов, но их возможности ограничены. Георадары могут «просветить» грунт только на несколько километров, а буровые установки роверов едва справляются с верхними слоями грунта.
Cейсмическая станция NASA InSight, работавшая с ноября 2018 года по декабрь 2022 года, судя по всему, продвинулась в изучении марсианских недр. InSight был оснащен высокочувствительным сейсмометром SEIS, который регистрировал марсотрясения — колебания коры, вызванные тектоническими процессами или падениями метеоритов. За четыре года станция зафиксировала более 1 300 сейсмических событий, предоставив ученым уникальные данные о структуре коры, мантии и даже ядра Марса.
Марсотрясения как ключ к разгадке исчезновения воды
Новое исследование, проведенное международной группой ученых под руководством Китайской академии наук, опирается на данные InSight, но использует усовершенствованную методику анализа, заимствованную из нефтяной отрасли. Устройство слоев под поверхностью можно понять по тому, как сейсмические волны отражаются внутри планеты — это вроде томографии, только для Марса. Этот подход позволил «разобрать» сигналы буквально «под микроскопом», как выразились авторы.
Особое внимание уделили трем крупным метеоритным ударам, зарегистрированным InSight: событиям S1000a, S1094b и самому мощному — S1222a. Эти удары вызвали сейсмические волны, которые распространялись через кору Марса, взаимодействуя с различными слоями. Анализируя скорость и характер этих волн, ученые сделали выводы о составе и структуре недр в районе посадки станции, расположенной чуть выше экватора, в равнине Элизий.
Ключевое открытие исследования — признаки огромного объема подповерхностной воды на глубине от 5 до 8 километров. Сейсмические волны в этой зоне замедлялись, а это характерно для среды, котоаря содержит жидкость. Ученые исключили альтернативные объяснения вроде наличия осадочных пород: глубина залегания делает этот сценарий маловероятным. Моделирование показало, что обнаруженная вода, скорее всего, находится в пористых породах верхней коры — своего рода «губке», впитавшей влагу с поверхности миллиарды лет назад.
Объемы подземной воды на Марсе поражают. Если представить, что такие слои есть по всей планете, воды хватило бы, чтобы покрыть поверхность Марса слоем около 700 метров. Конечно, речь не о гигантском озере — вода, скорее всего, распределена в виде пористых, насыщенных влагой пород. Но само то, что зонд InSight сел как раз в такое место, заставляет задуматься: может, водоносные слои встречаются на Марсе чаще, чем мы думали. Ведь если бы остальная часть планеты была полностью сухой, шанс «попасть» именно туда был бы крошечным.
Чтобы понять, почему вода ушла под землю, нужно вернуться к ранней истории Марса. Миллиарды лет назад планета обладала плотной атмосферой и магнитным полем, которые защищали ее от солнечного ветра. Но с ослаблением магнитного поля атмосфера начала «выдуваться» в космос, и часть воды с поверхности испарилась. Но это произошло не со всей водой на планете. Как уже было сказано выше, пористые породы коры, сформированные в эпоху вулканической активности, могли впитать значительные объемы жидкости, сохранив ее на глубине.
Этот процесс напоминает земные водоносные горизонты, где вода удерживается в пористых породах или трещинах. На Марсе они, вероятно, сформировались в период, когда планета еще была геологически активной. Со временем верхние слои коры уплотнились, «запечатав» воду на глубине, где она, возможно, остается до сих пор.
Вода для колонистов
Вода — ключевой ресурс для будущих поселений: она нужна для питья, производства кислорода, выращивания растений и создания топлива. Если на Марсе действительно есть доступные запасы воды, это резко снижает зависимость колоний от поставок с Земли.
Вот только добыча воды с глубины 5–8 километров — сложная инженерная задача. На Земле глубокое бурение требует тяжелого оборудования и значительных затрат энергии, а на Марсе эти проблемы усугубляются суровыми условиями и ограниченными ресурсами. Тем не менее технологии развиваются: уже сейчас обсуждаются концепции автономных буровых установок и ядерных источников энергии для марсианских миссий.
Есть и еще нюанс. Данные исследования ограничены зоной посадки InSight — неизвестно, насколько эта картина типична для всего Марса. Чтобы подтвердить гипотезу, нужны новые миссии с сейсмическими станциями и, возможно, более мощными георадарами. Китайские ученые, возглавившие исследование, уже предлагают отправить новые зонды для изучения других регионов планеты, включая полярные области, где могут скрываться замерзшие водоносные слои.
Еще одна интрига — в каком состоянии находится вода? Возможно, она представляет собой насыщенные растворы, подобные земным рассолам? Ответ на этот вопрос поможет оценить, насколько она доступна и пригодна для использования. Напоследок совсем размечтаемся: если мы все-таки найдем воду на Марсе, она может помочь обнаружить и следы древней жизни на Красной планете. Как бы там ни было, но открытие подповерхностной воды на Марсе станет символическим шагом к освоению Красной планеты.