Podpowierzchniowy lód w środkowych szerokościach Marsa to pozostałość dawnego lodowca

Ukryty lód pod marsjańskim pyłem

Gdy wyobrażasz sobie Marsa, możesz myśleć o suchym, pylistym pustkowiu. Tymczasem pod tą pylastą powierzchnią w średnich szerokościach naukowcy odkryli duże ilości niemal czystego lodu wodnego zaledwie kilkadziesiąt centymetrów pod ziemią. W tym badaniu postawiono proste, ale istotne pytanie dla przyszłych badań i naszej wiedzy o klimacie Marsa: czy ten zakopany lód jest pozostałością po dawnym zlodowaceniu Marsa i jak długo tam się ukrywa?

Gdzie kryje się marsjański lód

Statek kosmiczny wykrył wodę poniżej powierzchni Marsa na kilka sposobów, w tym przez pomiary neutronowe z orbity, odbicia radarowe, świeże kraterowe uderzenia odsłaniające jasny materiał, obserwacje lądowników oraz sezonowe zmiany temperatury powierzchni. Te narzędzia pokazują, że stosunkowo czysta warstwa lodu leży tuż pod ziemią w pasie od około 40 do 55 stopni na północ, a nawet tak blisko równika, jak 35 stopni. W wielu miejscach lód znajduje się mniej niż metr pod powierzchnią, co jest zaskakujące, ponieważ proste modele sugerują, że przy dzisiejszej cienkiej i chłodnej atmosferze lód powinien być stabilny tylko znacznie bliżej biegunów.

Jak prawdopodobnie powstał ten lód

Są dwa główne mechanizmy gromadzenia się lodu pod powierzchnią. Może on rosnąć powoli w porach gleby, gdy para wodna przesiąka w dół, albo zaczynać się jako powierzchniowa warstwa śniegu lub szronu, która później kurczy się i pozostawia pylastą pokrywę. Lód w średnich szerokościach, który został odsłonięty przez niedawne kratery, jest prawie pozbawiony pyłu, zawierając mniej niż dwa procent zanieczyszczeń. Taki poziom czystości mocno wskazuje na opady śniegu lub szron jako źródło, a następnie na powolną utratę lodu do atmosfery, podczas której pył pozostaje i tworzy izolującą warstwę. Ta pylasta przykrywa zarówno spowalnia ucieczkę pary wodnej, jak i utrzymuje niższą temperaturę podlegającego lodu, pomagając mu przetrwać przez długie okresy.

Odtwarzanie klimatu Marsa w czasie

Autorzy wykorzystali zaawansowany model klimatu Marsa, aby cofnąć się w czasie. Mars nie obraca się tak stabilnie jak Ziemia; jego nachylenie osi, czyli obliquity, zmienia się na przestrzeni setek tysięcy do milionów lat. Gdy nachylenie było większe niż dziś, wzorce nasłonecznienia ulegały przesunięciom, a atmosfera zawierała znacznie więcej pary wodnej, co pozwalało na gromadzenie się śniegu i szronu w regionach średnich szerokości. Zespół przeprowadził szczegółowe symulacje temperatury, pyłu, dwutlenku węgla i wody na przestrzeni ostatnich czterech milionów lat, aby oszacować, ile lodu mogłoby się zgromadzić, jak szybko by się kurczył i jak głęboko ostatecznie znalazłby się pod powierzchnią wraz z rozwojem ochronnej warstwy pyłu.

Dopasowanie modeli do rzeczywistych kraterów

Używając swojego modelu, badacze zaczęli od warstwy powierzchniowego lodu umieszczonej na Marsie około 630 tysięcy lat temu, gdy nachylenie planety wynosiło około 35 stopni i przypuszczalnie tworzyły się lodowce średnich szerokości. Następnie pozwolili symulowanemu lodowi powoli się cofać, gdy warunki zmieniały się do takich, jakie obserwujemy dziś. Dla pasa między 40 a 55 stopniem północnej szerokości geograficznej stwierdzili, że pozostały lód powinien teraz zalegać mniej więcej na głębokości od około 20 do 150 centymetrów, z lokalnymi różnicami zależnymi od właściwości gruntu i klimatu. Przewidywane głębokości dobrze pokrywają się z miejscami, gdzie rzeczywiste kratery uderzeniowe odsłoniły lód oraz gdzie orbitalne pomiary neutronowe sugerują płytką wodę. Gdy przetestowali znacznie starszy czas początkowy, około 4,18 miliona lat temu, przewidywane głębokości lodu nie pasowały już tak dobrze do obserwacji.

Co to oznacza dla dzisiejszego Marsa

Badanie dochodzi do wniosku, że zakopany lód w średnich szerokościach Marsa najlepiej wyjaśnia się jako pozostałość niegdyś grubszej powierzchniowej warstwy lodowej, która powstała mniej niż cztery miliony lat temu, najprawdopodobniej około 630 tysięcy lat temu. Od tego czasu powłoka lodowa powoli się kurczyła, podczas gdy pylasta warstwa grubiała i przesuwała pozostały lód w głąb, znacznie spowalniając dalsze straty. Oznacza to, że lód, który wykrywamy dzisiaj, jest bezpośrednią pozostałością niedawnej marsjańskiej epoki lodowej i stanowi naturalne archiwum przeszłego klimatu. Dla przyszłych odkrywców jest to także szeroko rozpowszechnione i stosunkowo łatwo dostępne źródło wody tuż pod marsjańską glebą.

Cytowanie: Vos, E., Forget, F., Lange, L. et al. The Martian mid-latitude subsurface ice is the remnant of a past ice sheet. Commun Earth Environ 7, 412 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03418-x

Słowa kluczowe: lód na Marsie, podpowierzchniowa woda, klimat marsjański, nachylenie osi planety, wieczna zmarzlina średnich szerokości