Подповерхностный лед в средних широтах Марса — остаток древнего ледникового щита

Скрытый лёд под марсианской пылью

Когда вы представляете Марс, вам может прийти в голову сухая, пыльная пустыня. Тем не менее под этим пыльным покровом в средних широтах учёные обнаружили большие залежи почти чистого водяного льда всего в десятках сантиметров от поверхности. Это исследование задаёт простой, но важный вопрос для будущих миссий и нашего понимания марсианского климата: является ли этот погребённый лёд остатком прошлой ледниковой эпохи на Марсе и как долго он там скрывался?

Где прячется марсианский лёд

Космические аппараты обнаруживали воду под поверхностью Марса разными способами: нейтронными измерениями с орбиты, радарными отражениями, свежими импактными кратерами, которые вскрывают яркий материал, наблюдениями посадочных аппаратов и сезонными изменениями температуры поверхности. Эти методы показывают, что относительно чистый слой льда лежит прямо под землёй приблизительно между 40 и 55 градусами северной широты, а в некоторых местах — даже к экватору, до 35 градусов. Во многих районах этот лёд находится менее чем на метр ниже поверхности, что удивительно, поскольку простые модели предсказывают, что при нынешней тонкой и холодной атмосфере лёд должен быть устойчив только значительно ближе к полюсам.

Как, вероятно, образовался лёд

Существуют два основных механизма накопления льда под поверхностью. Он может постепенно нарастать внутри пор грунта по мере просачивания водяного пара вниз, либо начинаться как поверхностное одеяло из снега или иней, которое затем сокращается, оставляя сверху пыльную корку. Лёд средних широт, обнажённый недавними кратерами, почти свободен от пыли и содержит менее двух процентов примесей. Такая степень чистоты сильно указывает на поверхностный снег или иней как источник, с последующей медленной потерей льда в атмосферу и отставанием пыли, образующей изолирующий слой. Этот пылевой покров замедляет уход водяного пара и сохраняет подлежащий лёд холоднее, помогая ему выживать в течение длительного времени.

Возвращая климат Марса назад во времени

Авторы использовали продвинутую модель климата Марса, чтобы промотать недавнее прошлое планеты назад. Марс вращается менее стабильно, чем Земля: его наклон, или обликвитность, изменяется на сотни тысяч — миллионы лет. Когда наклон был выше современного, распределение солнечного света менялось, а атмосфера содержала значительно больше водяного пара, что позволяло снегу и инею накапливаться в средних широтах. Команда выполнила подробные симуляции температуры, пыли, углекислого газа и воды за последние четыре миллиона лет, чтобы оценить, сколько льда могло накопиться, как быстро он уменьшался и на какую глубину он погружался под защитным слоем пыли.

Сопоставление моделей с реальными кратерами

Используя свою модель, исследователи начали с слоя поверхностного льда, размещённого на Марсе примерно 630 тысяч лет назад, когда наклон планеты составлял около 35 градусов и, по предположениям, формировались ледяные щиты средних широт. Затем они позволили моделируемому льду медленно сокращаться по мере перехода условий к нынешним. Для пояса между 40 и 55 градусами северной широты они обнаружили, что оставшийся лёд сейчас должен находиться примерно на глубине от 20 до 150 сантиметров, причём глубина варьирует по планете в зависимости от свойств грунта и локального климата. Эти предсказанные глубины хорошо согласуются с местами, где реальные импактные кратеры вскрыли лёд, и где орбитальные нейтронные измерения указывают на мелкую воду. При проверке более древнего начального времени — около 4,18 миллиона лет назад — предсказанные глубины уже хуже соответствовали наблюдениям.

Что это значит для Марса сегодня

Исследование делает вывод, что погребённый лёд в средних широтах Марса лучше всего объясняется как остаток когда-то более массивного поверхностного ледяного щита, который сформировался менее четырёх миллионов лет назад и наиболее вероятно около 630 тысяч лет назад. С тех пор ледяной щит медленно сокращался, а пылевой покров утолщался и заглублял оставшийся лёд, значительно замедлив дальнейшие потери. Это означает, что обнаруживаемый сегодня лёд — прямой реликт недавней марсианской ледниковой эпохи и служит естественным архивом прошлого климата. Для будущих исследователей он также обозначает широко распространённый и относительно доступный источник воды всего под марсианской почвой.

Цитирование: 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

Ключевые слова: марсианский лёд, подповерхностная вода, климат Марса, наклон оси планеты, мерзлота средних широт