Российские ученые, работающие с нейтронным телескопом FREND, установленным на зонде Trace Gas Orbiter, представили новую карту содержания водорода, связанного с водой, в поверхностном слое Марса. Они обнаружили 23 локальных водонасыщенных региона, где содержание водорода в грунте превышает 5 процентов по массе. Статья опубликована в Journal of Geophysical Research: Planet, кратко о ней рассказывается на сайте ИКИ РАН.

TGO был запущен к Марсу в 2016 году в рамках российско-европейской программы «ЭкзоМарс». Аппарат занимается изучением атмосферы планеты, определением содержания в ней различных соединений, в том числе метана, а также ищет воду в верхнем слое Марса. В последнем случае наблюдения ведутся при помощи нейтронного телескопа высокого разрешения FREND (Fine-Resolution Epithermal Neutron Detector), который был создан Институтом космических исследований РАН на основе приборов HEND и LEND, изучающих Марс, и предназначен для регистрации потока надтепловых нейтронов от поверхности планеты. Такие частицы возникают в ходе бомбардировки Марса космическими лучами, проникающими на глубину до одного метра. При этом энергетический спектр нейтронов зависит от элементного состава грунта, в частности от содержания водорода, который входит в молекулы воды.

В качестве единицы измерения возможного содержания воды в грунте по данным FREND используется показатель WEH (Water Equivalent Hydrogen, «водяной эквивалент водорода»), который означает, сколько процентов от массы слоя грунта, толщиной 1 метр, составляют молекулы воды, если весь наблюдаемый водород входит именно в эти молекулы, а не в другие соединения. В частности, если значение WEH составляет больше 20 процентов, то это относится к водяному льду, который наблюдается на Марсе на широтах выше 60 градусов.

Группа планетологов во главе с Алексеем Малаховым (A. V. Malakhov) из ИКИ РАН опубликовала новую карту содержания воды в марсианском реголите, созданной на основе данных FREND и охватывающей область поверхности Марса между 50 градусами северной и 50 градусами южной широт. Пространственное разрешение этой карты составляет около 600 километров на пиксель.


Распределение областей на Марсе с WEH более 5 процентов (вверху) и областей с повышенным WEH относительно окружающей местности (внизу). Цветом и контурами показан рельеф поверхности. Credit: A. V. Malakhov et al. / JGR: Planets, 2022

Глобальная изменчивость WEH колеблется между 1,4 и 22 массовыми процентами в зависимости от региона. Ученые обнаружили 23 области, названные локальными водонасыщенными регионами, где WEH>5 процентов, что сильно отличается от окружающей местности и представляет интерес для дальнейших исследований. Четыре подобные области с WEH около 20 массовых процентов находятся в Земле Аравии, Формации Медузы и Равнине Аркадия и могут содержать водяной лед в пористом объеме реголита.

Еще одной любопытной областью стала гигантская система каньонов в Долинах Маринера, где WEH превышает 20 массовых процентов, а в одной из областей каньона достигает значения 40 процентов, что ранее помогло заподозрить там наличие ледника. Стоит также отметить две области, расположенные к юго-западу от вулкана Олимп, где WEH составляет около 9–13 масcовых процентов.  Близость к Олимпу может свидетельствовать о том, что насыщенность водой этого района каким-то образом связано с геофизическими процессами.

Источник: Журнал "Все о космосе"