Благодаря многочисленным миссиям, которые изучали Марс в последние годы, ученые знают, что примерно 4 миллиарда лет назад планета была совсем другим местом. В дополнение к более плотной атмосфере, Марс был также более теплым и влажным местом с жидкой водой, покрывающей большую часть поверхности планеты. К сожалению, поскольку Марс потерял свою атмосферу в течение сотен миллионов лет, эти океаны постепенно исчезли.
Когда и где образовались эти океаны, было предметом многочисленных научных исследований и дебатов. Согласно новому исследованию группы исследователей из Калифорнийского университета в Беркли, существование этих океанов было связано с возникновением вулканической системы Тарис. Они также предполагают, что эти океаны сформировались на несколько сотен миллионов лет раньше, чем ожидалось, и были не такими глубокими, как считалось ранее.
Исследование под названием «Время океанов на Марсе от деформации береговой линии» недавно появилось в научном журнале. Природа. Исследование было проведено Робертом И. Цитроном, Майклом Мангой и Дугласом Дж. Хемингуэем - аспирантом, профессором и научным сотрудником факультета наук о Земле и Планетарной науки и Центра интегративных наук о планете в Калифорнийском университете в Беркли (соответственно).
Как объяснил Майкл Манга в недавнем пресс-релизе Berkeley News:
«Предполагалось, что Тарсис сформировался скорее быстро и рано, нежели постепенно, а океаны появились позже. Мы говорим, что океаны предшествуют и сопровождают извержения лавы, которые сделали Тарсис ».
Дискуссия о размере и протяженности прошлых океанов Марса вызвана некоторыми несоответствиями, которые наблюдались. По сути, когда Марс потерял свою атмосферу, его поверхностные воды замерзли бы, превратившись в вечную мерзлоту под землей или вырвавшись в космос. Те ученые, которые не верят, что Марс когда-то имел океаны, указывают на тот факт, что оценки того, сколько воды могло быть спрятано или потеряно, не согласуются с оценками размеров океанов.
Более того, льда, который сейчас сосредоточен в полярных шапках, недостаточно для создания океана. Это означает, что либо на Марсе присутствовало меньше воды, чем указывалось в предыдущих оценках, либо что какой-то другой процесс был причиной потери воды. Чтобы решить эту проблему, Цитрон и его коллеги создали новую модель Марса, где океаны сформировались до или одновременно с самой большой вулканической особенностью Марса - Тарсис Монтес, примерно 3,7 миллиарда лет назад.
Так как в то время Тарсис был меньше, он не вызвал тот же уровень деформации коры, что и позже. Это было бы особенно верно для равнин, которые покрывают большую часть северного полушария и, как полагают, были древним морским дном. Учитывая, что этот регион не подвергался таким же геологическим изменениям, которые произошли бы позже, он был бы более мелким и содержал около половины воды.
«Предполагалось, что Тарсис сформировался скорее быстро и рано, чем постепенно, а океаны появились позже», - сказал Манга. «Мы говорим, что океаны предшествуют и сопровождают извержения лавы, которые сделали Тарсис».
Кроме того, команда также теоретизировала, что вулканическая деятельность, которая создала Тарсис, возможно, была ответственна за формирование ранних океанов Марса. По сути, вулканы выбросили бы в атмосферу газы и вулканический пепел, что привело бы к парниковому эффекту. Это нагревало бы поверхность до такой степени, что могла образоваться жидкая вода, а также создавало подземные каналы, которые позволяли воде достигать северных равнин.
Их модель также противоречит другим предыдущим предположениям о Марсе, которые заключаются в том, что предлагаемые береговые линии очень нерегулярны. По сути, то, что, как предполагается, было свойством «фронта воды» на древнем Марсе, варьируется по высоте на целых километр; тогда как на Земле береговые линии ровные. Это также можно объяснить ростом вулканического региона Тарсис примерно 3,7 миллиарда лет назад.
Используя текущие геологические данные Марса, команда смогла проследить, как нарушения, которые мы видим сегодня, могли сформироваться со временем. Это началось бы, когда первый океан Марса (Аравия) начал формироваться 4 миллиарда лет назад и был свидетелем первых 20% роста Тарсис Монтес. Поскольку вулканы росли, земля стала угнетенной, и береговая линия изменилась со временем.
Точно так же неправильная береговая линия последующего океана (Deuteronilus) может быть объяснена этой моделью, указав, что он сформировался в течение последних 17% роста Тарсиса - примерно 3,6 миллиарда лет назад. Особенность Исидиса, которая выглядит как древнее озеро, слегка удаленное от береговой линии Утопии, также может быть объяснена таким образом. Когда почва деформировалась, Исидис перестал быть частью северного океана и превратился в связанное русло озера.
«Эти береговые линии могли быть заполнены большим количеством жидкой воды, существовавшей до и во время установки Тарсиса, а не после», - сказал Цитрон. Это, безусловно, согласуется с наблюдаемым эффектом, который Тарсис Монс оказал на топографию Марса. Его объем создает не только выпуклость на противоположной стороне планеты (вулканический комплекс Элизиум), но и массивную систему каньонов между ними (Valles Marineris).
Эта новая теория не только объясняет, почему предыдущие оценки объема воды в северных равнинах были неточными, она также может учитывать сети долин (прорезанных проточной водой), которые появились примерно в то же время. И в ближайшие годы эта теория может быть проверена роботизированными миссиями НАСА и других космических агентств, отправляющих на Марс.
Рассмотрим исследование НАСА с использованием сейсмических исследований, геодезии и теплового транспорта (InSight), запуск которого запланирован на май 2018 года. Как только он достигнет Марса, этот спускаемый аппарат будет использовать набор современных приборов, в том числе сейсмометр, датчик температуры и инструмент радио науки - для измерения внутреннего пространства Марса и получения дополнительной информации о его геологической деятельности и истории.
Помимо прочего, НАСА ожидает, что InSight может обнаружить остатки древнего океана Марса, замерзшие внутри, и, возможно, даже жидкую воду. Рядом с Марс 2020 ровер ExoMars 2020и в случае возможных командировочных миссий эти усилия, как ожидается, позволят получить более полную картину прошлого Марса, которая будет включать в себя информацию о том, когда произошли крупные геологические события и как это могло повлиять на океан и береговую линию планеты.
Чем больше мы узнаем о том, что произошло на Марсе за последние 4 миллиарда лет, тем больше мы узнаем о силах, которые сформировали нашу Солнечную систему. Эти исследования также помогают учёным определить, как и где могут возникать жизненные условия. Это (мы надеемся) когда-нибудь поможет нам найти жизнь в другой звездной системе!
Выводы группы были также предметом доклада, который был представлен на этой неделе на 49-й Конференции по лунным и планетарным наукам в Вудлендсе, штат Техас.
Другие новости: Новости Беркли, Природа
