Учёные Европейского космического агентства (ESA) и NASA представили результаты анализа данных орбитальных аппаратов Trace Gas Orbiter (TGO) миссии ExoMars и американского Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Обработка наблюдений позволила описать сезонное распределение озона в атмосфере Марса, а также подробно рассмотреть строение слоистых глинистых отложений в районе Oxia Planum — ключевой области для исследований ранней истории планеты. Результаты 2025 года используются для уточнения целей будущих миссий, включая выбор участков для анализа грунта и подповерхностных слоёв. Полученные данные продолжают применяться для построения комплексных моделей марсианской атмосферы и поверхности, что позволяет сопоставлять современные наблюдения с геологическим прошлым планеты.
Озон — это форма кислорода, состоящая из трёх атомов. На Земле озоновый слой играет критически важную роль: он поглощает жёсткое ультрафиолетовое излучение Солнца и тем самым защищает жизнь на поверхности планеты. На Марсе плотного озонового слоя, как на Земле, нет — его атмосфера слишком разрежена. Однако данные спектрометров TGO показали, что озон на Марсе всё же образуется и распределяется неравномерно, формируя сезонные максимумы концентрации, а также демонстрирует выраженную сезонную изменчивость. Его распределение зависит от температуры и содержания влаги в атмосфере.
Выяснилось, что уровень озона резко возрастает в холодные периоды года, особенно в полярных регионах, преимущественно в средних и высоких широтах. Причина связана с поведением водяного пара: когда температура падает, вода конденсируется и выпадает в виде инея, а свободные радикалы, разрушающие озон, исчезают из атмосферы. В результате молекулы озона становятся более стабильными. В тёплые сезоны концентрация озона уменьшается из-за роста содержания водяного пара. Эти данные получены с использованием ультрафиолетового и инфракрасного спектрального анализа атмосферы, выполненного приборами NOMAD и ACS на борту TGO. Ученые сообщают, что данное открытие уточняет фотохимические процессы в атмосфере Марса, помогает лучше моделировать климат планеты, а также даёт ключ к пониманию того, насколько агрессивным было ультрафиолетовое излучение в разные эпохи марсианской истории.
Озоновый слой Марса не является непрерывным и не выполняет защитную функцию, аналогичную земному. Однако его сезонная динамика позволяет уточнить фотохимические модели атмосферы и использовать озон как индикатор распределения водяного пара. Эти параметры учитываются при оценке радиационных условий на поверхности планеты и при планировании будущих посадочных миссий.
Параллельно с атмосферными исследованиями учёные анализировали поверхность планеты, в частности регион Oxia Planum — предполагаемое место посадки ровера миссии Rosalind Franklin. С помощью камеры HiRISE и спектрометров MRO удалось подтвердить, что местные породы состоят из слоистых глинистых минералов. Глины образуются только при длительном взаимодействии горных пород с жидкой водой, а значит, в прошлом в этом регионе существовали стабильные водные условия. Важно и то, как именно залегают эти слои: они сформированы последовательно, а не хаотично, их структура указывает на медленное осаждение осадков, отсутствуют признаки сильного кислотного воздействия, характерного для более позднего Марса. Это делает Oxia Planum уникальным «геологическим архивом», способным сохранить химические и, потенциально, биологические следы ранней марсианской эпохи. Спектральные данные подтвердили наличие филлосиликатов — группы минералов, характерных для водной среды. Отсутствие признаков сильного кислотного воздействия, характерного для более поздних периодов марсианской истории, позволяет отнести формирование этих пород к раннему этапу эволюции планеты, когда климат был более влажным и стабильным.
Исследователи подчёркивают, что сочетание атмосферных и геологических данных важно для реконструкции условий на древнем Марсе. Кевин Олсен, главный исследователь Гарварда по наблюдению озона на Марсе, отмечает: «Понимая, сколько озона содержится в атмосфере Марса и насколько сильно меняется его концентрация, мы лучше понимаем, как атмосфера планеты изменялась со временем, и можем оценить, существовал ли у Марса в прошлом защитный озоновый слой, подобный земному». Озон в атмосфере влияет на уровень ультрафиолетового излучения, а глинистые породы способны сохранять химические соединения на протяжении миллиардов лет. В совокупности эти факторы используются для оценки потенциальной пригодности отдельных регионов Марса для сохранения органических молекул. На первый взгляд, озон в атмосфере и глины на поверхности — разные темы. Но в реальности они связаны общей задачей: понять, насколько Марс в прошлом был пригоден для жизни. Озон влияет на уровень радиации, а значит — на выживаемость органических молекул. Глины, в свою очередь, способны консервировать эти молекулы на миллиарды лет. Вместе эти данные позволяют учёным точнее реконструировать климат Марса, оценить периоды наибольшей потенциальной обитаемости, выбрать оптимальные места для будущих миссий и анализа грунта. Миссии TGO и MRO не ищут жизнь на Марсе напрямую, их задача — понять условия, в которых жизнь могла существовать. Результаты 2025 года показывают, что Марс был не просто холодной пустыней, а сложной планетой с динамичной атмосферой и длительной водной историей.