Планетологи при помощи моделирования определили, что микробиологические формы жизни могли бы выжить во льду или снегу, смешанном с пылью, в отложениях вблизи поверхности Марса. Подобные обитаемые зоны могут залегать на глубине от нескольких сантиметров до нескольких метров в средних широтах, где лед или снег переодически тают. Статья опубликована в журнале Сommunications Earth & Environment.
Группа планетологов во главе с Адитьей Хуллер (Aditya R. Khuller) из Лаборатории реактивного движения NASA при помощи численного моделирования оценила размеры потенциально обитаемых зон в приповерхностных отложениях льда на Марсе. Исследователи разработали модель радиационного переноса во льду, основываясь на экспериментах со снегом, ледниковым льдом и фирном. Такая модель воспроизводит неоднородные вертикальные слои из смеси снега, фирна, льда и примесей (таких как марсианская пыль), и при этом учитывает поглощение и преломление излучения льдом и пылью.
Предыдущие варианты моделирования плохо учитывали степень поглощения излучения пылью, а также менее точно учитывали структуру снега и льда (в том числе основывались на оптических свойствах морского льда, которого на Марсе нет). Для проверки результатов моделирования использовали данные измерений для неоднородного ледникового льда в Гренландии с примесями, эквивалентными небольшому количеству (~1—2 части на миллиард) черного углерода.
...В средних широтах (30–60 градусов) Марса пыльный (около процента от общей массы) лед обычно покрыт сухим реголитом, однако из-за ударных событий или оползней этот покров может быть удален, а снег, фирн или лед на поверхности ледяных отложений мало поглощают ультрафиолетовое и фотосинтетически активное излучение, которое способно проникать на глубину в несколько метров. В результате в толще отложений могут возникнуть радиационно обитаемые зоны, где поток ультрафиолетового излучения может упасть до безопасного уровня, в то время как потока фотосинтетически активного излучения все еще достаточно для протекания фотосинтеза. Для чистого фирна радиационно обитаемая зона будет залегать на глубине от 2,15 до 3,1 метра, для крупнозернистого снега — от 5 до 18 сантиметров, для ледникового льда с небольшим количеством пузырьков — от 10 до 17 или 38 сантиметров.
Зоны радиационной обитаемости (зеленым цветом) во льду в южном полушарии Марса в зависимости от (a) содержания пыли, (b) радиуса ледяных зерен, (c) широты и (d) угла солнечного зенита
Для полярных регионов более ранние расчеты давали глубину залегания радиационно обитаемых зон от 0,05 до 4,5 метра, однако там слишком холодно для таяния льда и образования жидкой воды. Изменение широты, и, как следствие, угла положения Солнца в зените, будет приводить к изменению потока излучения и также менять толщину радиационно обитаемой зоны, которая может сокращаться до нескольких сантиметров или даже миллиметров в случае сильно пыльного льда.
Ученые пришли к выводу, что под слоем пыльного снега на крутых склонах в средних широтах может возникать и сохраняться жидкая вода. Если пылевой покров может удаляться, например за счет ветров, а лед в средних широтах может таять в течение некоторого периода в году, то, как и на Земле, микробы, такие как цианобактерии, могли бы извлекать питательные вещества из пыли, смешанной со льдом, и таким образом выживать во влажной среде, на глубине от нескольких сантиметров до метров.
N + 1 — главное издание о науке, технике и технологиях