Чем больше мы исследуем Марс, тем больше он похож на Землю. Изображение предоставлено NASA Нажмите для увеличения
Один из парадоксов недавних исследований поверхности Марса состоит в том, что чем больше мы видим планету, тем больше она выглядит как Земля, несмотря на очень большую разницу: сложные формы жизни существовали на Земле миллиарды лет, в то время как Марс никогда не видел жизнь больше, чем микроб, если что.
«Округлые холмы, извилистые водотоки, дельты и аллювиальные веера - все это шокирующе знакомо», - сказал Уильям Э. Дитрих, профессор наук о Земле и планетах в Калифорнийском университете в Беркли. «Это вызвало у нас вопрос: можем ли мы сказать только по топографии и при отсутствии очевидного влияния людей, что жизнь пронизывает Землю? Имеет ли значение жизнь?
В статье, опубликованной в выпуске журнала «Nature» от 26 января, Дитрих и аспирант Дж. Тейлор Перрон, к их удивлению, сообщили, что нет явных признаков жизни на рельефах Земли.
«Несмотря на глубокое влияние биоты на процессы эрозии и эволюцию ландшафта, удивительно, что нет никаких рельефов, которые могли бы существовать только при наличии жизни, и, таким образом, абиотическая Земля, вероятно, не представляла бы незнакомых ландшафтов», - сказал Дитрих.
Вместо этого Дитрих и Перрон предлагают, чтобы жизнь - от самых низких растений до крупных пасущихся животных - создавала тонкий эффект на земле, не очевидный для глаз: больше «красивых, округлых холмов», типичных для растительных районов Земли, и меньше острые скалистые гряды.
«Округлые холмы - самое чистое выражение влияния жизни на геоморфологию», - сказал Дитрих. «Если бы мы могли пройти по Земле, на которой жизнь была уничтожена, мы все равно увидели бы округлые холмы, крутые скалы, извилистые реки и т. Д., Но их относительная частота была бы другой».
Когда ученый НАСА признал Дитриху несколько лет назад, что он не видел в марсианском ландшафте ничего такого, что не имело бы параллели на Земле, Дитрих начал думать о том, как жизнь влияет на рельеф местности и есть ли что-то отличительное в топографии местности. планеты с жизнью, против тех, у кого нет жизни.
«Одна из наименее известных вещей на нашей планете - это то, как атмосфера, литосфера и океаны взаимодействуют с жизнью для создания рельефа», - сказал Дитрих, геоморфолог, который более 33 лет изучал процессы эрозии Земли. «Обзор недавних исследований в области истории Земли позволяет нам предположить, что жизнь, возможно, внесла значительный вклад в развитие великих ледниковых циклов и даже повлияла на развитие тектоники плит».
Он отметил, что одним из основных воздействий жизни на ландшафт является эрозия. Растительность имеет тенденцию защищать холмы от эрозии: оползни часто происходят в первые дожди после пожара. Но растительность также ускоряет эрозию, разбивая скалу на более мелкие кусочки.
«Куда бы вы ни посмотрели, биотическая активность заставляет осадок двигаться вниз по склону, и большая часть этого осадка создается жизнью», - сказал он. «Корни деревьев, суслики и вомбаты все врываются в почву и поднимают ее, разрывая основную скалу и превращая ее в обломки, которые падают под гору».
Поскольку форма земли во многих местах является балансом между эрозией реки, которая имеет тенденцию круто врезаться в скалу склона, и биотически обусловленным распространением склона почвы, который имеет тенденцию округлять острые края, Дитрих и Перрон считали, что округлые холмы были бы знаком жизни. Однако это оказалось неправдой, поскольку их коллега Рон Амундсон и аспирант Джастин Оуэн, оба из факультета экологических наук, политики и управления кампуса, обнаружили в безжизненной пустыне Атакама в Чили, где округлые холмы, покрытые почвой, производятся соленое выветривание из близлежащего океана.
«На Марсе есть и другие вещи, такие как замерзание-оттаивание, которые могут разбить камень», чтобы создать округлые холмы, которые можно увидеть на фотографиях, сделанных марсоходами НАСА, сказал Перрон.
Они также смотрели на меандры рек, которые на Земле подвержены влиянию прибрежной растительности. Но Марс также показывает меандры, и исследования на Земле показали, что реки, прорезанные в скалах или мерзлых грунтах, могут создавать меандры, идентичные тем, которые создаются растительностью.
Они думали, что крутизна речных течений также может быть признаком: более грубый, менее выветренный осадок будет разрушаться в ручьях, вызывая укрупнение реки и повышение гребней. Но это также видно в горах Земли.
«Нетрудно утверждать, что растительность влияет на характер осадков, и недавно было показано, что характер осадков влияет на высоту, ширину и симметрию гор, но это не приведет к созданию уникальной формы местности», - сказал Дитрих. «Без жизни все равно были бы асимметричные горы».
Их вывод о том, что относительная частота округлых и угловых форм рельефа будет изменяться в зависимости от наличия жизни, не будет проверяться до тех пор, пока карты высот поверхностей других планет не будут доступны с разрешением в несколько метров или менее. «Некоторые из наиболее существенных различий между ландшафтами с жизнью и без нее вызваны процессами, которые действуют в небольших масштабах», - сказал Перрон.
Дитрих отметил, что ограниченные участки поверхности Марса были нанесены на карту с двухметровым разрешением, что лучше, чем на большинстве карт Земли. Он является одним из руководителей проекта, поддерживаемого Национальным научным фондом (NSF), для составления карты с высоким разрешением поверхности Земли с использованием технологии LIDAR (LIght Detection And Ranging). Дитрих стал соучредителем Национального центра воздушного лазерного картографирования (NCALM), совместного проекта Калифорнийского университета в Беркли и Университета Флориды по проведению картографирования LIDAR, на котором показаны не только верхушки растительности, но и голая земля, как будто лишенная растительности. Исследования Дитриха и Перрона финансировались Национальным центром динамики земной поверхности NSF, Программой стипендий для научных исследований NSF и Институтом астробиологии НАСА.
Первоисточник: Пресс-релиз Калифорнийского университета в Беркли
