Свежие трещины на самом обширном вулкане Марса выпускают газ, связанный с магмой

Каждое раннее лето в северном полушарии Марса следы хлороводорода появляются над склонами Альба Монс, самого широкого вулкана планеты, в то время года, когда этот газ уже исчезает из остальной марсианской атмосферы. Прямо под этими точками обнаружения орбитальные камеры нашли рои свежих узких трещин, которые никто раньше не наносил на карту.

На Земле хлороводород — один из газов, которые магма выделяет через вулканические жерла. Международная группа, работающая с орбитальным аппаратом ExoMars Trace Gas Orbiter Европейского космического агентства, теперь утверждает, что то же самое происходит на Марсе: газ из магматического тела глубоко под землёй просачивается через трещины, как только зимний лёд, запечатывающий их, испаряется. Если они правы, Марс — это спящий мир, а не геологически мёртвый, и эти трещины — первое место, где стоит искать тёплый влажный карман под его замёрзшей поверхностью.

«Наши результаты позволяют предположить, что Марс сохранил достаточно внутреннего тепла для поддержания вулканической активности до недавнего времени, а возможно, и до сих пор», — сказал Даниэль Меж (Daniel Mège), профессор Центра космических исследований Польской академии наук и соавтор-руководитель исследования. Работу возглавил Александр Трохимовский (Alexander Trokhimovskiy) из Института космических исследований Российской академии наук в Москве; в состав группы входят исследователи из Польши, России, Великобритании, Германии, Франции, Швейцарии, Италии, Украины и Австралии.

На Марсе находятся самые большие вулканы Солнечной системы, но никто никогда не видел их извержений. Потоки лавы, которые выглядят так, будто им всего несколько миллионов лет, и марсотрясения, зафиксированные посадочным аппаратом InSight НАСА, намекали на то, что недра планеты не полностью остыли. Чего не хватало, так это газа, химического следа, выходящего из земли прямо сейчас.

Как орбитальный аппарат поймал газ

Trace Gas Orbiter несёт на борту Atmospheric Chemistry Suite (ACS), набор инфракрасных спектрометров, работающих методом солнечной оккультации. Когда аппарат наблюдает восход или закат Солнца сквозь разреженную марсианскую атмосферу, приборы регистрируют, какие длины волн солнечного света поглощаются на пути, и каждый газ оставляет свой собственный отпечаток. Метод позволяет выявлять газы на уровне частей на миллиард и определять, на какой высоте они находятся.

Та же группа приборов впервые сообщила о хлороводороде на Марсе несколько лет назад. С тех пор газ находили повсеместно, но почти всегда в тёплый пыльный сезон, когда Марс проходит ближе всего к Солнцу, причём его содержание росло и падало вместе с содержанием пыли и водяного пара. Исследователи связывают этот сезонный всплеск с химическими реакциями между воздухом, атмосферной пылью и льдом, а не с вулканами.

Исключением стала пара наблюдений в северное лето, когда Марс находится дальше всего от Солнца, а вся атмосфера холодна и суха, к северу от Альба Монс. Затем группа провела целенаправленный поиск в следующем марсианском году и снова обнаружила хлороводород над тем же регионом, в то время как пролёты над другими широтами при аналогичных условиях наблюдения не показали ничего. «Trace Gas Orbiter смог найти неопровержимое доказательство. Это было похоже на поиск иголки в стоге сена», — сказал Меж.

Трещины шириной менее метра

Чтобы найти возможный источник, исследователи изучили поверхность под точками обнаружения с помощью трёх камер: CaSSIS на Trace Gas Orbiter, а также HiRISE и CTX на орбитальном аппарате Mars Reconnaissance Orbiter НАСА. Они обнаружили линейные рои трещин, некоторые шириной всего в десятки сантиметров и длиной до сотен метров, сгруппированные в пояса длиной в десятки километров на топографических гребнях. Некоторые из них обрамлены светлыми и тёмными отложениями — изменение цвета, которое группа сравнивает с корками, образующимися вокруг фумарол, газовых жерл вулканов на Земле.

Трещины прорезают богатый льдом покров пыли и инея, покрывающий эти северные широты, а также полигональные узоры, которые создаёт промёрзшая земля, поэтому они геологически молоды, вероятно, моложе миллиона лет. Они также выровнены вдоль крупных разломных систем вокруг вулкана — Tantalus Fossae и Phlegethon Catena.

Предлагаемый механизм — сезонный. Зимой, когда температура падает примерно до минус 120 градусов Цельсия, лёд закупоривает трещины. Когда этот лёд превращается в пар в начале лета, запертый газ вырывается наружу, что объясняет, почему сигнал возвращается в одно и то же место в один и тот же сезон.

Насколько велик Альба Монс и насколько мала утечка

Альба Монс — необычный вулкан. Его лавовые поля простираются как минимум на 1 350 километров от вершины, а по площади он сопоставим с Соединёнными Штатами, однако его высота составляет всего около 6,8 километра, что примерно в три раза меньше высоты Олимпа (Olympus Mons). Средний уклон на его северном склоне составляет около половины градуса — это положе, чем большинство съездов с автострад.

Сама утечка скромна. Предполагая, что хлороводород сохраняется в марсианской атмосфере около одного дня, авторы оценивают скорость просачивания ниже трёх килограммов в секунду. Вулканы на Земле выделяют этот газ со скоростью от нескольких килограммов до более чем 100 килограммов в секунду, так что марсианский источник находится на самом нижнем конце этого диапазона.

Гораздо более мощный сезонный импульс, наблюдаемый по всему Марсу вблизи его максимального сближения с Солнцем, оцениваемый примерно в 180 килограммов в секунду, сам по себе не считается вулканическим. Однако группа предполагает, что часть этого хлора могла попасть из недр давным-давно и продолжает циркулировать между атмосферой, поверхностными солями и льдом.

Чего это не доказывает

Никто не видел магму. На Марсе никогда не наблюдали ни нового потока лавы, ни извержения, а диоксид серы — газ, который наиболее прямо указывал бы на продолжающиеся извержения, — обнаружен не был. Авторы утверждают, что галогеновые газы, такие как хлороводород, могут просачиваться из магматических тел на глубине без извержения и без сильного теплового сигнала, который инфракрасные поиски активного вулканизма искали и не нашли.

Связь между газом и трещинами — это умозаключение, основанное на месте и времени. Обнаружений мало, газ плохо перемешан и быстро исчезает, поэтому его источник можно определить лишь приблизительно. Меж назвал вулканическую интерпретацию интуицией, которая требовала доказательств: «Глядя на пространственное распределение просачивания, мне сразу стало очевидно, что за ним стоит нечто вулканическое, но это нужно было продемонстрировать». По словам группы, большая часть работы была потрачена на проверку и исключение химических процессов в атмосфере, которые могли бы производить этот газ вместо этого.

Следовые газы на Марсе также имеют спорную историю. Всплески метана, измеренные на уровне земли марсоходом Curiosity НАСА, так и не были подтверждены с орбиты, где Trace Gas Orbiter установил очень низкие верхние пределы. Повторное обнаружение над Альба Монс, в идеале — вторым инструментом, сделало бы вулканическую версию гораздо более трудно оспариваемой.

Почему трещины важны для жизни

Магматические газы, такие как хлороводород, возможно, были гораздо более распространены в прошлом планеты, способствуя утолщению атмосферы и потеплению климата, когда жидкая вода покрывала большую часть поверхности. Если тепло из недр до сих пор встречается с грунтовым льдом, оно может поддерживать существование карманов жидкой воды под землёй.

«Поиски марсианской жизни в сочащихся трещинах региона Альба Монс имели бы большой смысл. Если гидротермальные системы активны, они могут содержать ингредиенты и энергию, необходимые для развития микроорганизмов», — сказал Меж. Это предложение для будущих миссий, а не открытие. Колин Уилсон (Colin Wilson), научный руководитель проекта ESA для этого орбитального аппарата, сказал, что результаты «могут оказаться величайшим успехом TGO».

Часто задаваемые вопросы о вулканах на Марсе

Есть ли на Марсе действующие вулканы?

Никогда не наблюдалось ни одного извержения на Марсе. Некоторые потоки лавы, по-видимому, имеют возраст всего несколько миллионов лет, а хлороводород, обнаруженный над Альба Монс, позволяет предположить, что магма под землёй всё ещё может выделять газ, что делает планету скорее спящей, чем мёртвой.

Что такое Альба Монс?

Альба Монс — это щитовой вулкан в северной области Фарсида и самый большой вулкан на Марсе по площади. Его потоки простираются как минимум на 1 350 километров от вершины, но его высота составляет всего около 6,8 километра.

Почему хлороводород указывает на вулканическую активность?

На Земле хлороводород выходит из магмы через жерла и фумаролы. На Марсе он обычно появляется в тёплый сезон в результате атмосферной химии, поэтому его обнаружение в холодный сезон, над свежими трещинами, указывает на источник в земле.

Может ли быть жизнь в трещинах Альба Монс?

Доказательств жизни там нет. Исследователи предполагают, что если тепло магмы встретится с подземным льдом, могут образоваться гидротермальные системы — та среда, где на Земле процветают микробы, что делает трещины потенциальной целью для будущих исследований.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances 4 ноября 2026 года. Первые два обнаружения в холодный сезон были сделаны в марсианский год, длившийся с 2019 по 2021 год, а подтверждающий поиск — в году, который длился с конца 2022 по конец 2024 года; один из снимков трещин камерой CaSSIS был сделан 3 февраля 2023 года. Следующее раннее северное лето на Марсе, когда сезонная модель предсказывает возвращение газа над Альба Монс, начнётся примерно в апреле 2027 года, и Trace Gas Orbiter остаётся на орбите, чтобы его искать.

Источник: Trokhimovskiy et al., «Enigmatic HCl detections as a potential signature of igneous activity on Mars,» Science Advances, 2026. DOI: 10.1126/sciadv.aeb9422

Теги: астрономия, Марс, esa, Alba Mons, ExoMars Trace Gas Orbiter, вулканизм