Идея поднять температуру на Марсе возникла вскоре, как выяснилось, что на его поверхности холодно даже для микробной жизни. За последние десятилетия было выдвинуто множество теорий, как согреть Красную планету, включая идею Илона Маска (Elon Musk) сбросить на планету множество термоядерных бомб. В новой работе учёные из США обосновали практичный способ согреть Марс, который в 5000 раз эффективнее предыдущих предложений.

Преображение Марса. Источник изображения: Daein Ballard/ Wikipedia

Изучено, что средняя температура на Марсе составляет -62 °C. Это слишком низко даже для жизнедеятельности бактерий и микробов. Повышение этой температуры хотя бы на 10 °C стало бы стартом для начала процесса терраформирования планеты. В основном идеи по повышению температуры Марса строились вокруг необходимости доставлять сырьё с Земли или добывать редкие ресурсы на самой планете. Во всех случаях отправной точкой для расчётов была максимальная отдача от процессов, повышающих температуру на Марсе, что сразу поднимало цену вопроса до заоблачных высот.

Группа учёных из Чикагского университета (University of Chicago), Северо-Западного университета (Northwestern University) и Университета Центральной Флориды (University of Central Florida) предложила другое решение, которое по расчётам обещает оказаться в 5000 раз эффективнее предыдущих предложений. Исследователи предложили распылять в атмосфере Марса наночастицы, изготавливаемые на месте из распространённого там сырья — железа и алюминия, которыми богата вездесущая марсианская пыль.

На Земле, как известно, человечество начинает страдать от глобального потепления, обострение которое оно могло само спровоцировать индустриализацией. Не последнюю роль в этом процессе играют выбросы парниковых газов и аэрозолей в атмосферу. Аналогичным образом, но под строгим контролем, можно поднять температуру на Марсе, как показало новое исследование. Особая форма наночастиц, чем-то напоминающая обычные блёстки, поможет эффективно рассеивать отражённый от поверхности планеты свет Солнца.

По словам исследователей, порог достижения приемлемой для микробной жизни температуры не такой уж высокий. Достаточно вводить в атмосферу Марса наночастицы со скоростью 36 литров в секунду, чтобы уже через несколько месяцев на планете стало на 10 °C теплее. Это наиболее реалистичный сценарий из всех предложенных ранее, как показывают расчёты. При этом процесс потепления вполне обратимый. Достаточно перестать вносить в атмосферу наночастицы и на Марсе вновь похолодает.

Также исследователи считают, что не нужно гнаться за созданием на Марсе условий для жизни людей без скафандров и другой защиты. Для первого и главного этапа изменения климата на планете прорывом станет уже микробная жизнь сельскохозяйственного назначения, для чего нужно не так уж сильно нагреть планету. Микробы и бактерии смогут обеспечивать марсианскую колонию продуктами питания и, возможно, начнут понемногу наполнять атмосферу кислородом. Но это будет уже другая и совсем небыстрая история. Атомные бомбардировки с этим точно не помогут.

На Марсе обнаружено достаточно воды, чтобы покрыть всю поверхность планеты океаном глубиной от 1,5 до 2,7 метра. Такое заключение представила научная миссия Европейского космического агентства (ЕКА) Mars Express, которая уже 20 лет занимается исследованием Красной планеты. Авторы открытия заявляют о самом большом количестве водяного льда, обнаруженном на Марсе, что, похоже, соответствует выводам предыдущих исследователей.

Предполагаемые залежи водяного льда под экватором Марса. Источник изображения: Planetary Science Institute

«Удивительно, что радиолокационные сигналы соответствуют тому, что мы ожидаем увидеть от слоистого льда, и похожи на сигналы, которые мы видим от полярных шапок Марса, которые, как мы знаем, очень богаты льдом», — сообщил в официальном заявлении EKA ведущий исследователь Томас Уоттерс (Thomas Watters) из Смитсоновского института в США.

По сообщению учёных, толщина ледяного пояса, покрытого «коркой» затвердевшего вулканического пепла и сухой пыли, достигает 3,7 км. Лёд не является кристально чистым, он сильно загрязнён пылью. Хотя присутствие льда вблизи экватора делает его более доступным для будущих экспедиций с людьми, покрывающая лёд «корка» толщиной в несколько сотен метров существенно затруднит доступ к нему.

Около 15 лет назад зонд Mars Express обнаружил необычное отложение мягкой породы протяжённостью почти 5000 км у экватора Марса. Формация получила название Medusae Fossae Formation (MFF). По мнению учёных, формирование MFF было поворотным моментом в истории Марса. Предполагается, что создавшие его извержения выбросили в атмосферу огромное количество газов и водяных паров, кардинально изменивших климат планеты.

Формация Medusae Fossae / Источник изображения: Smithsonian Institution

Считается, что MFF сформировалась в течение последних 3 миллиардов лет из потоков лавы, а затем была покрыта толстым слоем вулканического пепла. Сегодня MFF является самым обильным источником пыли для гигантских сезонных пылевых бурь. Новые наблюдения радара MARSIS миссии Mars Express говорят о том, что формация Medusae Fossae содержит не только пыль.

«Учитывая толщину слоя, если бы MFF представляла собой просто гигантскую кучу пыли, она должна была уплотнится под собственным весом, — считает Андреа Чикетти (Andrea Cicchetti) из Национального института астрофизики Италии. — Это создало бы что-то гораздо более плотное, чем то, что мы на самом деле видим при помощи MARSIS». Отложения имеют низкую плотность и довольно прозрачны для радара MARSIS, что больше всего похоже именно на сигнатуру водяного льда.

Участок Марса, просканированный радаром MARSIS / Источник изображения: Smithsonian Institution

Водяной лёд на Марсе неоднократно обнаруживался и раньше. В 2008 году миссия NASA Phoenix обнаружила лёд прямо под слоем пыли на месте посадки спускаемого аппарата, а остатки реликтовых ледников были обнаружены в Восточном Лабиринте Ноктиса, который находится всего в 7,3 градусах к югу от экватора. Присутствие подземного водяного льда в низких и экваториальных широтах намекает на то, насколько сильно отличался климат Марса в далёком прошлом.

Образование огромных залежей водяного льда в экваториальном районе Марса может являться результатом изменения наклона оси Красной планеты, который менялся довольно хаотично. В настоящее время полюса Марса наклонены к эклиптике на 25 градусов (наклон Земли составляет 23 градуса), но в прошлом этот угол мог меняться от 10 до экстремальных 60 градусов. В периоды сильного наклона, когда полюса планеты попеременно оказывались значительно ближе к Солнцу, чем экваториальная часть планеты, в районе экватора в больших количествах образовывался водяной лёд, который затем оказался погребён под слоем пепла и пыли.

Новое открытие описано в статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters.