"Наше исследование позволяет оценить, сколько жидкой воды было когда-тона Марсе путём измерения того, сколько воды улетучилось в космос, — рассказывает Джеронимо Вилануэва (Geronimo Villanueva), исследователь из центра космических полётов имени Годдарда. — Таким образом мы сможем приблизиться к пониманию истории воды на Красной планете".

Возможно, что около 4,3 миллиардов лет назад на Марсе жидкой воды было достаточно, чтобы покрыть всю поверхность планеты равномерным слоем в 137 метров глубиной. Однако куда вероятнее, что вода образовала океан, занимавший почти половину северного полушария планеты, глубина которого в иных местах достигала более 1,6 километров.

Новая оценка основана на детальных наблюдениях, сделанных с помощью Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской южной обсерватории в Чили,обсерватории Кека и инфракрасного телескопа NASA IRTF на Гавайях. С помощью этих мощных инструментов учёные различили химические "подписи" двух немного разных форм воды в атмосфере Марса.

Одна из них — стандартная H2O, а вторая — полутяжёлая вода HDO, встречающийся в природе вариант, в котором один атом водорода заменён на более тяжёлую форму, дейтерий.

Сравнив соотношение количества HDO и H2O на сегодняшнем Марсе, а также с соотношением этих же соединений в воде в марсианском метеорите возрастом около 4,5 миллиардов лет, учёные измерили атмосферные изменения и определили, сколько воды улетучилось в космос и с какой скоростью планета теряет воду.

Команда следила за уровнями H2O и HDO несколько раз в течение почти шести земных лет, что эквивалентно примерно трём марсианским годам. В результате учёные составили карты соотношения соединений и их изменчивости. Таким образом исследователи получили объяснение региональным различиям, называемых микроклиматом, и сезонным изменениям, протекающим на Марсе даже несмотря на то, что он, по сути, является огромной пустыней — планета потеряла 87% своего первоначального объёма воды.

В особенности исследователей интересовали области близ Северного и Южного полюсов Марса, так как на них расположены ледяные шапки, где и закована большая часть воды планеты. Эта вода, предположительно, восходит к Нойской эре, закончившейся около 3,7 миллиардов лет назад.

Измеряя атмосферную воду в приполярных областях, исследователи определили, что Марс, должно быть, некогда имел объёмы воды в 6,5 раз превышающие сегодняшний объём, заключённый в полярные шапки. То есть, по меньшей мере, около 20 миллионов кубических километров воды. 

Основываясь на исследованиях поверхности Марса, скорее всего, эта вода была сосредоточена в крупнейшей марсианской низменности — Великой Северной равнине. Древнейший океан покрывал 19% поверхности планеты. Для сравнения, Атлантический океан занимает 17% поверхности Земли.

Учёные считают, что жидкая вода текла по Марсу в течение гораздо более длительного периода времени, чем считалось ранее — то есть дольше 1,5 миллиарда лет. Это означает, что у планеты было гораздо больше шансов назарождение жизни, чем даже у Земли.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.