Марс: вода и климат
Что известно о воде и климате Марса: сухая холодная планета сегодня, реки и озёра в прошлом, лёд на полюсах, потеря атмосферы и находки марсоходов.
Сегодня Марс — холодная пустыня с разреженной атмосферой. Но миллиарды лет назад по нему текли реки и стояли озёра. Куда делась вода и что стало с климатом — один из главных вопросов планетологии, потому что от него зависит ответ на вопрос о жизни («Астробиология»).
Какой Марс сейчас
- Атмосфера состоит в основном из углекислого газа, азота и аргона. Давление у поверхности около 0,6 % земного, и её недостаточно, чтобы защитить от метеоритов и удержать тепло.
- Температура — от примерно +20 °C в самые тёплые часы до −153 °C; средняя гораздо ниже нуля. Жидкая вода на поверхности нестабильна: при таком давлении она быстро испаряется или замерзает.
- Сезоны есть, потому что ось наклонена на 25°, как у Земли. Сутки (сол) длятся 24,6 часа («Времена года»).
- Пылевые бури иногда охватывают всю планету: в 2018 году одна из них прекратила работу марсохода Opportunity.
Вода сегодня
Вода на Марсе есть, но в основном в виде льда. Полярные шапки содержат много водяного льда, который зимой покрывается слоем сухого льда — замёрзшего углекислого газа. Подземный лёд найден и в средних широтах: радары MRO и Mars Express видят его залежи («Орбитальные аппараты Марса»), а зонд Phoenix в 2008 году выкопал лёд у поверхности. Следы текущей воды в виде тёмных полос на склонах остаются предметом споров: многие учёные считают, что их создаёт сыпучий песок, а не вода.
Вода в прошлом
Следов воды много: сети речных долин, дельты, дно высохших озёр и минералы, образующиеся только в воде (глины, сульфаты). Некоторые формы указывают на гигантские наводнения около 3,5 миллиарда лет назад. Марсоход Curiosity в кратере Гейл обнаружил осадки древнего озера, пригодного для жизни; Perseverance работает в кратере Джезеро, где когда-то была дельта реки.
Что случилось с климатом
Раньше Марс был теплее и влажнее и имел более плотную атмосферу. Он меньше Земли, остывал быстрее, и около 4 миллиардов лет назад его глобальное магнитное поле исчезло («Магнитные поля»): следы старого поля остались в намагниченной коре южного полушария. Без поля солнечный ветер постепенно срывал верхние слои воздуха. Этот процесс изучал аппарат MAVEN, а теперь продолжат ESCAPADE. Менее плотная атмосфера не удерживала тепло, вода замёрзла или ушла под землю, а часть улетела в космос.
Тепло в прошлом удерживал парниковый эффект: плотная атмосфера из углекислого газа работала как одеяло («Венера» — пример сильного парникового эффекта). Когда воздух истончился, одеяло стало тонким, и планета остыла. При этом молодое Солнце светило слабее нынешнего, и одного углекислого газа для тёплого раннего Марса, по расчётам, недостаточно, поэтому учёные обсуждают роль других газов и временных тёплых эпизодов.
Есть ли признаки жизни
Perseverance взял образцы в районе, где вода текла в древние времена. В породе «Чеява-Фоллс» нашлись «пятна леопарда» — следы химических реакций с железными минералами, которые на Земле нередко связаны с микробами. В сентябре 2025 года NASA назвало образец «Сапфировый каньон» потенциальной биосигнатурой: это значит, что происхождение может быть биологическим, но нужны новые данные, а небиологические объяснения не исключены. Окончательно ответить можно будет, только доставив образцы на Землю.
Вода на Марсе важна и для будущих экспедиций: лёд может дать воду и топливо («Астробиология», «Обитаемая зона»).