Современные данные планетарной геологии и космической съемки подтверждают прежние предположения о том, что Марс не всегда был сухой и безжизненной «красной пустыней», которую мы видим сегодня. Новое исследование публикуемое в npj Space Exploration приводит прямые геоморфологические свидетельства в пользу существования широкого древнего океана, который занимал значительную часть северного полушария Марса примерно 3 млрд лет назад, и оставил заметные следы своего существования на поверхности планеты.
Геологические признаки древнего океана
Исследователи из Университета Берна (Швейцария) под руководством Игнатиуса Аргадестьи выявили в юго-восточной части каньона Coprates Chasma — части гигантской системы каньонов Valles Marineris — характерные отложения у кромки обрыва (scarp-fronted deposits), которые по форме и структуре очень близки к дельтам рек на Земле. Так называемые fan deltas формируются там, где реки несут наносы в стоячую воду большого водоёма, замедляют скорость течения и откладывают материал в особых геологических формациях.
Эти марсианские структуры были детально изучены с помощью высокого разрешения орбитальных камер: CTX и HiRISE на борту аппарата Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), а также CaSSIS на ESA/Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter, с использованием цифровых моделей топографии (DEM).
Что именно обнаружили учёные
В ходе анализа рельефа и отложений геологи выявили:
- сеть разветвлённых каналов и отложений наносов с признаками речного происхождения;
- scarp-fronted deposits — отложения у обрыва, которые по форме аналогичны дельтам, впадающим в океан на Земле;
- сопутствующие структурные элементы, которые лучше всего объясняются как устья древних рек, впадавших в стоячую массу воды.
Профессор Фриц Шлунеггер (Fritz Schlunegger) из Института геологических наук Университета Берна, один из соавторов исследования, отметил, что эти структуры четко соответствуют устьям рек, заканчивающимся в океане, а не образованным другими геологическими процессами.
Размер древнего океана
По оценкам учёных, древний океан Марса охватывал северную половину планеты, покрывая значительную часть низменностей северного полушария — в аналогии он был по крайней мере сопоставим с Арктическим океаном на Земле. В отличие от ранее косвенных интерпретаций, новая работа опирается на чёткие признаки береговой линии, созданные взаимодействием рек и стоячей воды, а не только на топографические аномалии.
Такие масштабы означают, что в раннюю историю Марса существовал водоём, простиравшийся тысячами километров, причём его уровень был достаточно высок, чтобы оставить четкие геоморфологические отпечатки в каньонах системы Valles Marineris.
История воды на Марсе
Океанская гипотеза Марса известна давно и обсуждается в научной литературе по крайней мере с 1990-х годов. Предыдущие исследования опирались на ряд данных — от распределения низких уровней поверхности в северном полушарии до наличия валовидных образований, похожих на древние береговые линии — но эти признаки нередко оспаривались из-за их неоднозначности.
Ранние модели предполагали, что поверхность Марса могла быть покрыта океаном, названным Oceanus Borealis, который, по оценкам некоторых исследований, занимал до примерно 36 % поверхности планеты. Древние береговые линии могли быть нарушены тектоникой, вулканической активностью или изменением рельефа, что ранее затрудняло их интерпретацию.
Дополнительные свидетельства водного прошлого
Новые результаты дополняют другие находки, подтверждающие существование обширных водных тел на Марсе в древности:
- Данные китайского ровера Zhurong обнаружили подповерхностные отложения, похожие на пляжные пески, под плитами марсианской коры в северных низменностях, что также указывает на длительное воздействие стоячей воды.
- Орбитальные миссии зафиксировали тысячи километров древних речных долин и каналов, вырезанных водой в южных высокогорьях, что свидетельствует о широко распространённой гидрологической активности более 3,5 млрд лет назад.
Старые отложения, такие как речные дельты и «пляжные» слои, указывают не на кратковременные потоки, а на существенный устойчивый гидрологический цикл, который включал осадки, стоки рек, стоячие водоёмы и, вероятно, океан.
Климатические условия в ранней истории Марса
Чтобы жидкая вода могла существовать на поверхности и формировать обширные океаны, климат Марса должен был быть значительно теплее и атмосферно плотнее, чем сегодня. Современные климатические модели указывают, что плотная атмосфера, возможно богатая CO₂ и другими парниковыми газами, могла удерживать тепло и предотвращать испарение воды в космос на первых сотнях миллионов лет истории планеты.
С течением времени Марс потерял значительную часть своей атмосферы, в том числе благодаря истощению магнитного поля и воздействию солнечного ветра, что привело к постепенному охлаждению, утрате давления и исчезновению жидкой воды с поверхности.
Возможная обитаемость древнего Марса
Наличие океана значительных размеров в ранней истории планеты имеет прямые последствия для оценок её обитаемости. Длительное присутствие жидкой воды — ключевой фактор для тех процессов, которые на Земле обусловили появление жизни. Стойкие бассейны, речные системы и береговые зоны могли обеспечивать устойчивые среды для сложной химии, предшествующей биологическим системам.
Хотя прямые следы жизни на Марсе пока не обнаружены, геологические структуры, напоминающие дельты и пляжи, усиливают аргументы в пользу того, что условия, аналогичные земным прибрежным системам, могли существовать в прошлом планеты.
Заключение
Новое исследование, в котором использованы детальные изображения поверхности и цифровые модели, а также строгий сравнительный анализ с земными формами, предлагает убедительные доказательства существования древнего океана, простиравшегося по северной части Марса около 3 млрд лет назад. Эти результаты усиливают концепцию «синей планеты» в древней истории Марса и добавляют важный штрих к картинам его климатического и геологического развития.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
