Используя данные европейского марсианского зонда Mars Express, ученые-планетологи впервые обнаружили свидетельство существования сети подземных вод, которая когда-то пронизывала весь Марс и связывала его подземные воды в одну систему. В пяти из таких когда-то взаимосвязанных подземных озер исследователи также обнаружили минералы, которые могли бы сыграть ключевую роль в создании жизни.
Эта карта высот показывает местонахождение некоторых глубоких кратеров (красные точки), которые были изучены в рамках недавнего исследования подземных вод на Марсе. © NASA/MGS/MOLA; Crater distribution: F. Salese et al (2019)
В то время как Марс сегодня - это холодный и сухой мир, на Красной планете можно наблюдать поверхностные объекты, на которых четко видны следы древних проточных и стоячих поверхностных вод. Эти особенности включают разветвленные сети долин, естественные каналы и минералы, такие как те, что обычно образуются только при взаимодействии с жидкой водой. Кроме того, ученые ЕSА еще в прошлом году и тоже с помощью Mars Express обнаружили даже подтверждение конкретно существующего до сих пор подземного озера на Марсе.
В своем исследовании, опубликованном в свежем номере журнала Journal of Geophysical Research – Planets, команда, возглавляемая Франческо Салезе из Утрехтского университета, впервые представляет масштабы наличия подземных вод на раннем Марсе, что ранее предполагалось только в моделях: «Ранний Марс был водным миром, но когда климат планеты изменился, воды отступили под поверхность, образовав резервуары и грунтовые воды».
Вид дна глубокого кратера Марса с признаками древнего наличия воды. © NASA/JPL-Caltech/MSSS
Впервые в исследовании приводятся доказательства существования системы планетарных подземных вод на Марсе, о которых на протяжении десятилетий велись яростные научные дискуссии. Для этого Салезе и его коллеги исследовали 24 глубоких кратера в северном марсианском полушарии, каждый из которых находится на глубине от 4000 метров и ниже марсианского нулевого уровня.
Подоплека
В отсутствие сегодняшних поверхностных вод на Марсе этот уровень марсианского моря соответствует округленному уровню, основанному на географических высотах и атмосферном давлении.
В ходе этой работы исследователи обнаружили в нижней части этих кратеров признаки, указывающие на то, что они могли возникнуть только в присутствии воды. Многие из этих кратеров также содержат элементы - каждый на глубине от 4000 до 4500 метров, указывающие на то, что когда-то здесь были стоячие и проточные воды, которые постепенно со временем уменьшались.
Графическое представление трех основных фаз смены некогда водоносных кратерных бассейнов на Марсе: Сначала бассейн кратера заполняется водой, создавая первые связанные с водой элементы, такие как дельты, долины, каналы и береговые линии (вверху). На втором этапе глобальный уровень воды падает, в результате чего появляются новые рельефы (по центру). В конце концов, дно кратера полностью высыхает и разрушается, обнажая особенности, которые были созданы за миллионы лет (внизу).
Эти особенности включают каналы, «похороненные» в стенах кратера; извилистые долины, образованные эрозией грунтовых вод; темную извилистую дельту, которая образовалась, когда уровень воды поднялся, а затем упал; грубые террасы в стенках кратера, которые образовались из отложений в стоячей воде и веерообразных отложений, возникших из-за проточной воды. Прежний уровень воды также совпадает с ранее предполагаемыми береговыми линиями древнего марсианского океана, который должен был существовать здесь три-четыре миллиарда лет назад.
Эволюция заполненных водой марсианских бассейнов с течением времени. © NASA/JPL-Caltech/MSSS; Diagram adapted from F. Salese et al. (2019)
«Мы считаем, что этот океан был связан с системой подземных озер, которая охватывала всю планету», - говорит ученый-планетолог и соавтор исследования Джан Габриэле Ори из Университета Д'Аннунцио. - «Эти озера предположительно существовали около 3,5 миллиардов лет назад, примерно в то же время, что и марсианский океан». Для ученых и авторов исследования история марсианских вод настолько же сложна, насколько она непосредственно связана с вопросом жизни на Марсе.
При исследовании пяти кратеров ученых также обнаружили внутри них признаки минералов, связанных с появлением жизни на Земле, включая различные глины, карбонаты и силикаты. Это открытие также обосновывает идею, что в бассейнах кратеров Марса когда-то тоже содержались компоненты органической жизни.
Целевое изучение участков на Марсе, исследованных в ходе этой работы, указывается в выводах к этой статье, может реально выявить среду, которая когда-то была благоприятной для жизни. А для астробиологических миссий, таких как программы ExoMars ЕSА и Роскосмоса, исследуемые объекты могут стать первоочередными научными целями.
0
