По состоянию на 2016 год Марс стал постоянной резиденцией не менее восьми роботизированных миссий, состоящих из орбитальных аппаратов, роверов и кораблей. Между обширными исследованиями атмосферы и поверхности Марса, ученые многое узнали об истории и эволюции планеты. В частности, они обнаружили огромное количество доказательств того, что у Марса когда-то была проточная вода на его поверхности.
Самым последним доказательством этого эффекта является Техасский университет в Остине, где исследователи подготовили исследование, подробно описывающее, как вода осаждала осадок в районе Марса Эолис Дорса. Согласно их исследованиям, эта область содержит обширные осадочные отложения, которые служат исторической записью Марса, каталогизируя влияние, которое играет водная эрозия во времени.
В последнее время в научном журнале появилось исследование под названием «Флювиальная стратиграфия долинных заливов в Эолисе Дорса, Марс: данные о колебаниях базового уровня, контролируемых водоемом вниз по течению», недавно появившееся в научном журнале. GeoScienceWorld, Во главе с Бенджамином Д. Карденасом - геологом из Школы наук о Земле Джексона в Техасском университете в Остине - группа исследовала спутниковые данные региона Эолис Дорса для изучения структуры осадочных отложений.
В течение многих лет Aeolis Dorsa представлял интерес для ученых, поскольку он содержит некоторые из наиболее плотно упакованных осадочных слоев на Марсе, которые были отложены проточной водой (иначе говоря, речными отложениями). Эти отложения видны с орбиты из-за того, что они подверглись процессу, известному как «топографическая инверсия» - который состоит из отложений, заполняющих низкие русла рек, которые затем эксгумируются для создания надрезанных долин.
По определению, надрезанные долины являются топографическими низинами, вызванными «речной» эрозией, то есть относящейся к реке или берегу реки. На Земле эти долины обычно создаются повышением уровня моря, а затем заполняются осадком в результате падения уровня моря. Когда уровень моря поднимается, долины вырезаются из ландшафта, когда вода движется внутрь страны; и когда уровень моря падает, отступающие воды откладывают в них осадок.
Согласно исследованию, этот процесс дал возможность геофизикам и ученым-планетологам наблюдать геологические данные Марса в трех измерениях и на значительных расстояниях. Как Карденас сказал Space Magazine по электронной почте:
«Осадочные породы в целом регистрируют информацию об окружающей среде, в которой они были отложены. Флювиальные (речные) отложения специально регистрируют информацию о том, как реки мигрировали в боковом направлении, как они росли вертикально и как эти вещи менялись со временем ».
Здесь, на Земле, география в течение нескольких поколений использовала статиграфию (т. Е. Порядок и расположение осадочных слоев) осадочных пород, чтобы наложить ограничения на то, каковы были условия на нашей планете миллиарды лет назад. Только в недавней истории исследование осадочных слоев использовалось, чтобы наложить ограничения на то, какие условия окружающей среды были на других планетных телах (таких как Марс) миллиарды лет назад.
Тем не менее, в большинстве этих исследований были получены данные, которые не смогли разрешить осадочную упаковку в масштабе ниже метра. Вместо этого спутниковые изображения использовались для определения крупномасштабных стратиграфических взаимосвязей, таких как закономерности осаждения вдоль прошлых водных каналов. Другими словами, исследования были сосредоточены на каталогизации существования прошлых потоков воды на Марсе больше, чем то, что произошло с тех пор.
Как указал Карденас, он и его команда придерживались другого подхода, при котором Марс претерпел изменения за последние 3,5 миллиарда лет. Как он объяснил:
«В целом, было предположение, что большая часть марсианской поверхности ничем не отличается от того, что было 3,5 миллиарда лет назад. Мы прилагаем усилия, чтобы продемонстрировать, что современная поверхность в нашей области исследования, Aeolis Dorsa, является результатом захоронения, эксгумации и неравномерной эрозии, и нельзя предположить, что современная поверхность вообще представляет древнюю поверхность. Мы действительно пытаемся показать, что то, что мы видим сегодня, особенности, которые мы можем измерить сегодня, это осадочные отложения рек, а не фактические реки. Это невероятно важно понять, когда вы начинаете интерпретировать свои наблюдения, и это часто упускается из виду ».
Ради своих исследований Карденас и его команда использовали стереопары изображений с высоким разрешением и топографические данные, полученные с помощью контекстной камеры (CTX) и научного эксперимента по визуализации высокого разрешения (HiRISE) на борту Марсианского разведывательного орбитального аппарата (MRO). Затем эти данные были объединены с интегрированным программным обеспечением для формирователей изображений и спектрометров (ISIS) - пакета цифровой обработки изображений, используемого Геологической службой США (USGS), - и системой Ames Stereo Pipeline.
Они обрабатывали сопряженные изображения в топографические данные высокого разрешения и цифровые модели рельефа (DEM), которые затем сравнивались с данными прибора Mars Orbiting Laser Altimeter (MOLA) на борту Mars Global Surveyor (MSG). Конечным результатом была серия ЦМР, которые на порядок выше по разрешающей способности, чем что-либо ранее произведенное.
Несмотря на все это, Карденас и его коллеги смогли идентифицировать схемы укладки в речных отложениях, отметили изменения в стилях седиментации и предложили механизмы для их создания. Кроме того, команда представила новый метод измерения направления рек, покинувших эти отложения, что позволило им увидеть, как изменился ландшафт за последние несколько миллиардов лет.
«Исследование показывает, что на Марсе было большое водное пространство ~ 3,5 миллиарда лет назад, и что этот водный объем увеличивался и уменьшался в объеме достаточно медленно, чтобы оседание реки успело скорректировать стили», - сказал Карденас. «Это больше соответствует медленным изменениям климата и меньше соответствует катастрофическим гидрологическим явлениям. Эолис Дорса расположен вдоль предполагаемой береговой линии древнего северного океана на Марсе. Интересно найти прибрежные отложения реки в Эолисе Дорса, но это не помогает нам ограничивать размер водоема (озеро, океан и т. Д.) »
По сути, Карденас и его коллеги пришли к выводу, что - подобно Земле - падение и повышение уровня воды в большом водоеме вызвали образование палео-долин в их области исследования. И так, как это происходит на Земле сегодня, реки, образовавшиеся в прибрежных районах, находились под сильным влиянием изменений уровня воды в большом, расположенном ниже по течению водоеме.
В течение некоторого времени было сделано нечто предрешенное, что поверхность Марса мертва, ее черты застыли во времени. Но, как показало это исследование, ландшафт претерпел значительные изменения, поскольку он утратил свою атмосферу и поверхностные воды. Эти результаты, без сомнения, станут предметом интереса, поскольку мы приближаемся к развертыванию миссии на поверхность Марса.
