Деталь безымянной сети долин на Марсе. Ударные кратеры отмечены синими и красными кружками. Кратеры, отмеченные красным, датируются позже сети долин, а кратеры, отмеченные синим, появились раньше. Пунктирные кружки имеют более низкую степень достоверности суперпозиции с сетью долин. Пунктирная черная линия — это нанесенная на карту сеть долин. (а) обзор долинной системы. Весь бассейн обведен белым цветом; горные районы, подвергшиеся меньшей эрозии, обведены черным контуром. (b) деталь участка, отмеченного в (a). Авторы и права: MOLA MEGDR, НАСА/Геологическая служба США; Мозаика THEMIS, ASU/NASA/USGS; CTX, НАСА/МССС.
Используя ударные кратеры в качестве инструмента датирования, научный сотрудник Института планетологии Александр Морган определил максимальные сроки формирования сетей марсианских долин, образованных проточной водой.
«Сегодня Марс представляет собой глобальную пустыню, но на его поверхности сохранились обширные свидетельства существования проточной воды в прошлом, в том числе, по-видимому, речные долины. Временные рамки, в течение которых формировались эти долины, имеют большое значение для обитаемости раннего Марса, поскольку долгие эпохи со стабильной жидкой водой будет более благоприятным для жизни», — сказал Морган, единственный автор книги «Новые максимальные ограничения на эпоху формирования сети марсианских долин», опубликованной в Earth and Planetary Science Letters.
Сети марсианских долин сформировались более 3 миллиардов лет назад и долгое время считались одними из самых убедительных свидетельств наличия жидкой воды на раннем Марсе. Предыдущая работа показала, что для размыва этих долин потребовалось как минимум десятки тысяч лет, но частота потоков и, следовательно, общая временная эра, в течение которой формировались долины, не была ограничена.
«В этом исследовании я использовал кратеры, которые возникли до и после систем долин, чтобы установить максимальные границы в сотни миллионов лет для эпохи, в течение которой формировались эти системы. Предыдущая работа определяла только минимальные временные рамки, поэтому эти новые результаты дают верхнюю границу для временной масштаб, в течение которого были активны марсианские долины», — сказал Морган.
«Учитывая то, что мы знаем о темпах эрозии на раннем Марсе, более длительные временные рамки подразумевают, что условия, в которых позволяли реки, были очень непостоянными, с длительными засушливыми периодами, перемежающимися короткими эпизодами речной активности».
Ученые, изучающие ранний Марс, исторически склонялись к одному из двух лагерей: ранний Марс был либо «теплым и влажным» с океаном, либо «холодным и ледяным» с массивными ледяными щитами.
«За последнее десятилетие или около того мы пришли к пониманию, что эти дескрипторы слишком общие, и на самом деле нет смысла пытаться сжать сотни миллионов лет истории климата в описание из двух слов», — сказал Морган.
«Как и Земля, ранний Марс был сложным, и условия, допускающие появление поверхностных вод, вероятно, значительно различались. На протяжении всей своей истории Земля претерпевала огромные климатические изменения — например, 20 000 лет назад территория, которая сейчас является Чикаго, находилась под слоем льда толщиной полмили — и состояние поверхности, допускающее появление рек на раннем Марсе, вероятно, также увеличивалось и уменьшалось».
Результаты показывают, что реки Марса размываются очень медленно, подобно частям пустыни Атакама в Чили. Одно из объяснений состоит в том, что эрозия могла быть подавлена скоплением больших валунов на русле реки, которые невозможно было в дальнейшем разрушить.
Другое объяснение состоит в том, что реки текли очень редко, возможно, всего лишь 0,001% времени. Это означало бы, что реки на Марсе в целом были сухими, но могли стать активными, когда вулканическая активность или изменения в наклоне оси планеты и орбите вокруг Солнца нагревали поверхность Марса. Эти долгосрочные климатические изменения также происходят на Земле (где они называются циклами Миланковича) и являются причиной недавних ледниковых периодов на Земле.
«В течение короткого периода времени сток рек контролируется дождями или таянием снега вверх по течению. В более длительных временных масштабах на реки Земли влияют климатические изменения», — сказал Морган. «Например, 20 000 лет назад на территории нынешней Невады существовали большие озера и более крупные реки. Марсианские реки действовали аналогичным образом, с краткосрочной изменчивостью из-за штормов или таяния снегов и долговременной изменчивостью из-за изменений. во вращении планеты и на ее орбите вокруг Солнца».
Информация от: Институтом планетарных наук.
