Марс, фото через Pixabay
Примерно 3, 5 миллиарда лет назад Марс начал переходить от более влажного, более теплого климата к сухой и холодной планете, которую мы видим сегодня. Этот период геологических изменений, известный как гесперский век, был бурным временем. Красная планета увидела широко распространенные извержения вулканов и катастрофические наводнения, когда растаявший лед ворвался в широкие кратеры, образуя озера. Эти стихийные бедствия привели к тому, что на его поверхности образовалась сеть бассейнов, называемая каналами оттока, которые размыли местность и изменили ландшафт планеты. Точное окончание этого геологического периода в истории Марса неизвестно, но ученые дают приблизительную оценку 3 миллиарда лет назад.
Позже, многие из этих каналов оттока стали покрыты лавой, хороня свидетельство геологической истории Марса. Но теперь новая карта недр планеты впервые показывает, как выглядит один из этих скрытых каналов в трех измерениях. Результаты, опубликованные сегодня в журнале Science, воссоздают Marte Vallis, крупнейший из самых молодых каналов на Марсе. Марте Валлис расположен в регионе Элизиум Планития, на равнинах вдоль экватора и в самой молодой вулканической области на планете .
Чтобы создать 3D-карту, исследователи использовали данные от Shallow Radar, устройства, которое исследует жидкую или замороженную воду под корой Марса. Эта технология, известная как SHARAD, находится на борту космического корабля НАСА Mars Reconnaissance Orbiter, который в настоящее время летает по планете для изучения ее климата. Орбитальный радиолокатор SHARAD работает во многом так же, как и медицинское сканирование. Он посылает сигналы на поверхность, некоторые из которых автоматически возвращаются к космическому кораблю. Сигналы, которые с трудом приходят в норму, могут проникать сквозь кору Марса и регистрировать скрытые структуры, прежде чем вернуться к устройству. Данные отображаются в двухмерных поперечных сечениях, которые затем соединяются для построения трехмерного представления. Таким образом, был обнаружен глубоко углубленный набор каналов.
Трехмерная визуализация погребенных каналов Марте Валлис под поверхностью Марса. Изображение предоставлено Смитсоновским институтом / НАСА / JPL-Caltech / Римский университет Сапиенца / Команда MOLA / USGS
Система каналов, возраст которой составляет от 10 до полмиллиарда лет, имеет ширину 60 миль и длину более 600 миль. Из того, что видно из Marte Vallis с поверхности, каналы похожи по структуре на более древние системы каналов, прослеженные до Гесперианского. , но лава, которая скрывала многие из их особенностей, мешала исследователям делать точные оценки ее глубины.
Новые данные показывают, что масштабы эрозии для Marte Vallis действительно были недооценены: основной канал шириной 25 миль по меньшей мере вдвое глубже, чем указывалось в более ранних приближениях. На карте показано несколько расположенных каналов, которые поступают в более глубокий и широкий основной канал. Эти каналы когда-то лежали вдоль четырех островов, которые наводнили эрозионную форму холмов в форме слез.
Исследователи обнаружили, что геометрия объектов похожа на геометрию древнейших каналов планеты, которые меньше заслоняются лавой, что облегчает их изучение. Это также говорит о том, что Марте Валлис мог быть вырезан исключительно водой, говорит ведущий автор исследования Гарет Морган, геолог Центра исследований Земли и планет Национального музея авиации и космонавтики. Фактически, большинство ученых Марса признают, что каналы оттока на Марсе были вырезаны водой. Лава также вырезает туннели с помощью термической эрозии, нагревающей поверхность, но Морган говорит, что этот процесс неправдоподобен для масштабов эрозии в каналах Marte Valle. Морган говорит, что скорость струи воды при эрозии также более эффективна, чем поток лавы, который может застрять на скале. Кроме того, лава создает туннели, которые не так широки - как правило, всего несколько миль в поперечнике - поэтому обрушившиеся туннели не могут объяснить широкий размер каналов.
Используя карту, исследователи также смогли точно определить источник паводковых вод: ныне захороненную часть трещины Cerberus Fossae, серию трещин на поверхности планеты. Исследователи полагают, что вода из резервуара глубоко под поверхностью Марса была выпущена близлежащей тектонической или вулканической деятельностью, и она быстро сформировала каналы. Эти каналы были бы недолгим делом », - говорит Морган. «Разлом связал бы эти подземные воды с поверхностью. Через короткий промежуток недель или месяцев источник был бы исчерпан ».
Но почему вода была в этом резервуаре в то время, когда остальная часть Марса, как полагают, была сухой? Авторы полагают, что вода могла накапливаться в водоносных горизонтах под поверхностью во время Геспериана. Эта вода гипотетически могла бы оставаться стабильной в жидкой форме еще долго после окончания Геспериана. Морган считает, что трехмерная карта может предоставить больше доказательств в поддержку этой гипотезы, показывая, что Марс был влажным местом в более недавнем, а не в далеком древнем прошлом.
Более 20 аналогичных каналов оттока распространены на поверхности планеты, простираясь на сотни миль в длину. Наиболее известные из них расположены в Chryse Planitia, круглая вулканическая равнина в северном полушарии Марса. Самый большой из них, Касей Валлес, проходит 1500 миль вдоль равнины.
Катаклизмы, подобные тем, которые сформировали каналы Марса, не являются уникальными для красной планеты. Приблизительно 14 000 лет назад самое большое известное наводнение на Земле произошло из озера Миссула, доисторического водоема, существовавшего в конце последнего ледникового периода в современной Монтане. Воды размыли часть ландшафта штата Вашингтон, сформировав Каннеледские Леса, местность, напоминающую каналы оттока Марса. Основной канал Marte Vallis, по оценкам, имеет глубину от 226 до 371 футов, глубину, сравнимую с каналированными скаблендами.
Так что, если широкие каналы оттока Марса образовались из-за ливневой воды, остается вопрос: где это было все назад?
Часть его испарялась, дрейфовала к полюсам планеты и оседала в виде льда на полярных шапках, Морган говорит. Как и у нас на Земле, полярные концы на Красной планете покрыты слоями льда толщиной в несколько миль. Вода также могла бы объединиться в неглубоких областях под поверхностью, где она также замерзла - в 2008 году миссия НАСА в Фениксе подтвердила, что лед существует в пористой почве, которая составляет большую часть поверхности планеты.
Другая возможность, говорит Морган, заключается в том, что древняя вода снова вырвалась глубоко под землю, образуя большое водохранилище, которое ожидает повторного затопления.
