Жидкая вода — незаменимый ингредиент для жизни, какой мы ее знаем. Марс — одно из очень немногих мест в Солнечной системе, где ученые видели многообещающие его признаки — в оврагах на краях кратеров, в показаниях приборов и на автопортретах космического корабля Феникс, на которых, казалось, были видны мокрые бусинки на ноге посадочного модуля несколько лет назад. назад.
Однако никто не обнаружил напрямую жидкую воду за пределами Земли. Эксперименты с U-M являются одними из первых, кто проверяет теории о том, как он может существовать в таком холодном климате, как климат Марса.
Исследователи обнаружили, что соль, присутствующая в марсианской почве, может легко растапливать лед, которого касается — точно так же, как соли на скользких зимних дорожках и дорогах Земли. Но эта марсианская соль не может, как предполагали некоторые ученые, образовывать жидкую воду, высасывая пар из воздуха посредством процесса, называемого расплыванием.«Для меня самое захватывающее то, что теперь я могу понять, как капельки образовались на ноге Феникса», — сказал Нилтон Ренно, профессор атмосферных, океанических и космических наук, руководивший исследованием.В 2008 году Ренно первым заметил странные глобулы на фотографиях, отправленных Фениксом.
В течение нескольких недель казалось, что шарики растут и сливаются. Хотя Ренно считал их водой и предположил, что это могут быть соли на поверхности планеты, многие из его коллег не согласились.
На Марсе соли никогда не находили.Но тогда они были. Среди тех, что обнаружил Феникс, — перхлорат кальция, смесь кальция, хлора и кислорода, обнаруженная в засушливых местах, таких как пустыня Атакама в Чили.
Спустя годы марсоход Curiosity нашел его в другом месте на Марсе. Теперь ученые считают, что это и другие соли разбросаны по поверхности планеты.В случае с «Фениксом» Ренно считает, что посадочные двигатели корабля взорвали верхний слой почвы, обнажив лед и растопив его.
В результате образовалась мутная соленая вода, которая брызнула на ногу спускаемого аппарата, когда он приземлился в северном полярном регионе. Соли позволили каплям оставаться жидкими. Их существование и стабильность, по словам Ренно, подтолкнули ученых к циклу, в котором не всегда требуется помощь наземных космических кораблей.
Исследователи UM воссоздали условия места посадки Феникса в своей лаборатории в металлических цилиндрах высотой два фута и длиной пять футов. Температура поздней марсианской весны / начала лета в камерах колебалась от -185 до -5 по Фаренгейту. Атмосферное давление колеблется около 1 процента от земного. Относительная влажность менялась, но для большинства экспериментов она была установлена на 100 процентов.
Они протестировали два сценария: перхлорат сам по себе и перхлорат на поверхности водяного льда. В экспериментах с перхлоратами они кладут миллиметровые слои соли на пластину с контролируемой температурой или на марсианский грунт. Даже по прошествии более трех часов жидкая вода не образуется.
Это говорило им, что плавучести не происходит и вряд ли будет значительным процессом на Марсе.Когда исследователи поместили перхлорат кальция или соленую почву прямо на слой льда толщиной 3 миллиметра, капли жидкой воды образовались в течение нескольких минут, когда камеры достигли -100 F. Это хорошо в диапазоне условий, наблюдаемых на месте посадки Феникса.
Чтобы убедиться в наличии жидкой воды, исследователи не полагались на свои глаза или камеры.
Они использовали метод, называемый спектроскопией комбинационного рассеяния света, который включает в себя излучение лазеров на поверхность и исследование отраженного света. Разные вещества и состояния материи имеют разные отражающие сигнатуры.Полученные данные показывают, как небольшое количество жидкой воды могло существовать на большом участке поверхности Марса и на мелководье, от полярных регионов до средних широт, в течение нескольких часов в день весной и в начале лета. По словам Ренно, такой цикл может образовывать овраги, которые текут, замерзают, тают и снова текут.
Вода также могла образовываться прямо под поверхностью.Ренно говорит, что вода не обязательно должна оставаться жидкой бесконечно долго, чтобы поддерживать микробную жизнь сейчас или поддерживать ее в прошлом. Было обнаружено, что антарктическая соленая вода и решетки заполненных рассолом ледяных гребней служат местом обитания микробных организмов на Земле.
«Марс — это планета в нашей солнечной системе, которая больше всего похожа на Землю. Исследования показывают, что в прошлом Марс был еще больше похож на Землю, с текущей водой на поверхности. Изучая образование жидкой воды на Марсе, мы можем узнать о возможностях жизни за пределами Земли и искать ресурсы для будущих миссий », — сказал Эрик Фишер, докторант Департамента атмосферных, океанических и космических наук (AOSS) и первый автор новой статьи.
Видео: http://youtu.be/iLWv9UGwjdE.