На Марс има по-малко вода в сравнение със Земята. По-голямата част от известната вода се намира в криосферата (вечна замръзналост и полярни шапки). Няма течна вода. Има само малко количество водни пари в тънката атмосфера.

Условията на повърхността на планетата не позволяват дългосрочно съществуване на течна вода. Средното атмосферно налягане и температура са твърде ниски, което води до замръзване на водата. Въпреки това изглежда, че някога на повърхността на Марс е текла течна вода. Това би довело до образуването на големи площи, подобни на океаните на Земята.

На повърхността или под нея има редица следи от вода, както сега, така и в далечното минало. Те включват корита на потоци, полярни шапки, спектроскопски измервания, ерозирали кратери. Също така има минерали, които често се образуват при наличието на течна вода (като гьотит), сив, кристален хематит, филосиликати, опал и сулфат.

Прелитанията на Марс, като "Викинг", "Марс Одисей", "Марс Глобал Сървейър", "Марс Експрес" и "Марс Риконисънс Орбитър", имаха камери. Те направиха снимки на това, което изглежда са древни езера, древни речни долини и широко разпространено заледяване. Орбиталният гама-спектрометър откри лед точно под повърхността на голяма част от планетата. Също така радарните изследвания откриха лед, за който се смяташе, че е ледник. Спускаемият апарат "Феникс" показа лед на Марс, когато се приземяваше. Феникс показа също топене на лед, падане на сняг и дори видя капки течна вода.

В скорошен доклад се казва, че тъмните ивици на марсианската повърхност са повлияни от вода.

Къде е водата на Марс днес?

Повечето водни запаси на Марс са под формата на лед. Лед има в полярните шапки, в пермафроста на средни и високи ширини и под кората на някои равнини. Орбитални инструменти (включително радара SHARAD и MARSIS) и гама-спектрометри картографираха големи количества воден лед, често точно под повърхността. В някои райони има и подземни ледени тела и скрити ледници, покрити със слой прах и отломки.

Защо течна вода е рядкост на повърхността?

  • Средното атмосферно налягане на Марс е около 0.6% от това на Земята (приблизително 6–7 mbar). При това налягане чистата вода кипва при много ниски температури и не може да е стабилна в течна форма дълго време — тя обикновено преминава от лед към водни пари.
  • Температурите варират силно — от около −125 °C в полярните нощи до +20 °C на екватора през деня, но повечето региони са значително по-студени от температурата, необходима за трайна течност.
  • Оказва се обаче, че солите (напр. перхлорати), които са открити на повърхността, могат да понижават точката на замръзване и да позволят образуване на сезонни или временни брейнове (много солени течности), които могат да съществуват при по-ниски температури.

Следи от древна течна вода

Марс носи множество следи от по-влажно минало:

  • Дълги мрежи от речни долини и корита, които приличат на ерозия от течаща вода.
  • Делти и наслаги в стари канални басейни, които подсказват наличие на дългосрочни езера и реки.
  • Минерали като филосиликати (глинени минерали), които се образуват в неутрална до алкална вода; по-късните области с богати на сулфати отразяват по-кисели (киселинни) условия.
  • Кръгли железни сфери и закарствани форми — примери за химични процеси свързани с вода.

Тези наблюдения подсказват, че в ранната история на Марс (преди милиарди години) е имало по-плътна атмосфера и по-топъл климат, позволяващ течаща вода по повърхността — дори за периоди, достатъчно дълги да формират реки, езера и възможно океани.

Съвременни признаци на краткотрайни водни процеси

През последните десетилетия са наблюдавани явления, които може да се свържат с вода:

  • Тъмните сезонни ивици по стръмни склонове, известни като RSL (recurring slope lineae), се появяват и изчезват през топлите месеци. Някои изследвания предполагат участие на солени влаги или брейнове, други — сухи процеси с фини материални потоци. Консенсусът е все още предмет на научна дискусия.
  • Според някои радарни данни е предложено наличие на подповърхностно езерце/езера под южния полюс (2018), но тези резултати остават оспорвани и се тълкуват по различни начини — като възможно наличие на много солен (хиперсалин) разтвор или артефакти на измерването.
  • Спускаемите апарати, като Феникс, регистрираха директни доказателства за лед близо до мястото на кацане и наблюдаваха динамика (например частично топене), както и химически състав (перклорати), които променят условията за съществуване на течности.

Какви минерали подсказват вода?

Минералният състав на марсианската кора е силен индикатор за минали водни процеси. Сред важните находки са:

  • Гьотит и кристален хематит — свързани с окисляване и стояща или бавно течеща вода.
  • Филосиликати (глини) — образуват се при продължителен контакт на скалите с вода при по-умерени условия.
  • Опал и сулфати — често образувани в среда с вода и последваща изпарителна химия.

Мисии и наблюдения

Много орбитални и спускаеми мисии допринесоха за картографията и разбирането на водния цикъл на Марс. Както е споменато, мисии като Марс Риконисънс Орбитър, "Викинг", "Марс Одисей", "Марс Глобал Сървейър" и "Марс Експрес" предоставиха снимки, спектри и радарни данни. Роботите на повърхността — Spirit, Opportunity, Curiosity и Perseverance — изследваха скали и почви, откриха носители на вода и записаха геоложка история, която ясно показва промяна от по-влажни към по-сухи условия.

Защо това е важно?

Водата е ключова за геоложките процеси и потенциално за живота. Доказателствата за древни езера и реки показват, че Марс е имал периоди с условия, които може да са били годни за живот поне на микробно ниво. Днес откриването на лед и възможни временни течности има значение и за бъдещите човешки мисии: водата е ресурс за дишане, напояване и производство на гориво чрез локални методи (ISRU — in‑situ resource utilization).

Накратко

Вода на Марс има — главно като лед, както в полярните шапки, така и под повърхността. Доказателства в скалите и релефа показват, че в далечното минало е текла течна вода широко по повърхността. Днес течната вода на открито е рядка и нестабилна поради ниско налягане и ниски температури, но солите и локалните условия могат да позволят появата на много солени разтвори или краткотрайни влажни процеси. Много открития са потвърдени, други са все още предмет на научен дебат — изследванията продължават с нови мисии и подобрени методи на наблюдение.