Ученые продолжают искать способы обнаружить жидкую воду под поверхностью Красной планеты. Недавно они предложили использовать для этого марсотрясения. Сейсмические колебания при прохождении сквозь водоносные слои могут генерировать электрические сигналы, доступные для анализа.
Марсотрясения как индикатор жидкой воды
Если сегодня на Марсе существует жидкая вода, то она может находиться слишком глубоко под поверхностью, чтобы ее можно было обнаружить традиционными методами, используемыми на Земле. Но исследование происходящих на этой планете сейсмических событий (марсотрясений) может предложить новый инструмент для ее поиска. По крайней мере так считает группа ученых из Пенсильванского университета.
Когда землетрясения грохочут и движутся через водоносные горизонты глубоко под поверхностью планеты, они генерируют электромагнитные сигналы. Исследователи решили, что если то же самое происходит на Марсе, то это поможет идентифицировать водные горизонты под поверхностью.
По словам Нолана Рота, докторанта факультета наук о Земле в Пенсильванском университете и ведущего автора исследования, это может заложить основу для будущего анализа данных с марсианских миссий.
«В научном сообществе существуют теории, что Марс когда-то имел океаны, но в течение его дальнейшей истории вся эта вода куда-то исчезла, — говорит Нолан. — Однако есть доказательства того, что некоторое количество воды находится в ловушке где-то в недрах. Мы просто не смогли ее найти. Идея заключается в том, что если мы найдем эти электромагнитные сигналы, то обнаружим воду на Марсе».
Если ученые хотят найти воду на Земле, они могут использовать такие инструменты, как георадар, чтобы составить карту недр. Но эта технология не является эффективной на глубине нескольких километров под поверхностью, то есть там, где ее надо искать на Марсе.
Сигналы электромагнитных полей
Вместо этого исследователи рекомендуют применить сейсмоэлектрический метод, новейшую технику, разработанную для неинвазивного определения характеристик земных недр. Когда сейсмические волны от землетрясения проходят через водоносный горизонт под землей, разница в том, как движутся горные породы и вода, создает электромагнитные поля.
По словам исследователей, эти сигналы, которые можно услышать с помощью датчиков на поверхности, могут раскрыть информацию о глубине, объеме, местонахождении и химическом составе водоносных горизонтов.
На богатой водой Земле использование этого метода для обнаружения активных водоносных горизонтов является сложной задачей, поскольку вода существует в недрах даже вне водоносных горизонтов, создавая другие электрические сигналы, когда сейсмические волны движутся сквозь землю. По словам ученых, этот фоновый шум необходимо отделить от сигналов водоносных горизонтов для точной идентификации и характеристики.
Моделирование водоносных горизонтов
В отличие от того, как часто сейсмоэлектрические сигналы появляются на Земле, поверхность Марса естественным образом убирает шум и открывает полезные данные, которые позволяют нам охарактеризовать некоторые свойства водоносных горизонтов.
Исследователи создали модель марсианских недр и добавили водоносные горизонты, чтобы смоделировать работу сейсмоэлектрического метода. Они обнаружили, что могут успешно использовать его для анализа деталей о водоносных горизонтах, в том числе, насколько они толстые или тонкие, а также их физических и химических свойств, таких как соленость.
Будущие исследования марсотрясений
Посадочный аппарат NASA Зонд InSight, запущенный в 2018 году, доставил на Марс сейсмометр, который прослушивает марсотрясения и картографирует подземные породы. Но сейсмометрам трудно отличить воду от газа или менее плотной породы.
Однако миссия также включала магнитометр как диагностический инструмент, который поможет сейсмометру. По словам ученых, сочетание данных из этих двух приборов может выявить сейсмоэлектрические сигналы.
По словам исследователей, отправка специального магнитометра, предназначенного для проведения научных экспериментов на будущих миссиях NASA, потенциально может дать еще лучшие результаты.
По материалам phys.org
