Закономерности распределения воды в приповерхностном грунте Марса, установленные на основе интерпретации данных нейтронных измерений

Выводы.

Нейтронное картографирование является мощным средством изучения распределения воды в приповерхностном грунте Марса. С помощью нейтронных данных могут быть выявлены области с высоким содержанием воды и сделаны модельно-зависимые оценки ее процентного содержания. Геологическая интерпретация данных состоит в определении формы существования воды в грунте, уточнении ее вертикального распределения в исследуемом слое, выявлении факторов, контролирующих содержание воды и объясняющих обнаруженные пространственные вариации. Для этого необходим совместный анализ нейтронных данных с данными других приборов, характеризующих физические свойства вещества грунта. В диссертационной работе разработан новый метод интерпретации результатов нейтронного картографирования поверхности Марса. Он основан на оценке корреляции нейтронных данных и данных по альбедо для пространственных элементов поверхности с одинаковой широтой, позволяющий выявлять закономерности распределения воды в различных широтных поясах.

Корреляционный анализ наблюдательных данных для нейтронного потока и альбедо в ближнем ИК диапазоне позволил сделать вывод о существовании двух различных типов водосодержащей мерзлоты на Марсе. Первый тип водосодержащей мерзлоты располагается в северном полушарии выше 40^o (пояс II) и в южном полушарии на широтах 40^o - 60^o (пояс III). Он охватывает практически весь район СЛМ и низкоширотный пояс ЮЛМ. Льдосодержащий слой этого типа мерзлоты покрыт Равновесным Сухим Слоем (РСС) и находится в настоящее время в контакте с атмосферой. Толщина РСС определяется величиной поглощаемой солнечной энергии и давлением водяного пара в атмосфере. Для этого типа мерзлоты с помощью эмпирической зависимости (5.2) и наблюдательных данных приборов ХЕНД и МОЛА возможна оценка глубины залегания льдонасыщенного грунта с суб-километровым разрешением.

Второй тип мерзлоты принадлежит к ЮЛМ и лежит на высоких широтах южного полушария (60^o - 80^o). Поверхность льдонасыщенного грунта для этого типа мерзлоты покрыта Неравновесным Сухим Слоем (НСС). Толщина этого слоя не определяется условием равновесия конденсации и сублимации воды на поверхности льдосодержащего грунта. Причина неравновесности верхнего слоя пока не установлена. Она может быть обусловлена разрушением такого равновесия вследствие какого-либо глобального катаклизма, связанного либо с внезапным увеличением толщины верхнего слоя, либо с внезапным уменьшением давления водяного пара в атмосфере. В этом случае мерзлота в поясе IV ЮЛМ представляет собой реликтовые отложения льда H2O, оставшиеся от ранней эпохи планеты и в настоящее время фактически изолированные от атмосферы. Во-вторых, равновесие верхнего слоя может отсутствовать вследствие быстрых изменений в поясе IV альбедо поверхности во время пылевых бурь. В этом случае лед H₂O находится в непосредственном взаимодействии с атмосферой Марса, но время установления равновесной толщины слоя РСС в каждом участке поверхности оказывается существенно больше характерного времени изменения альбедо поверхности на этом участке. Какой вариант взаимодействия льдосодержащего грунта с атмосферой реализуется для второго типа льдосодержащей мерзлоты на современном Марсе пока остается неизвестным. Ответ на этот вопрос должны дать последующие исследования.