Огромные реки на Марсе

Существовала ли когда-либо на Марсе жизнь? А может она там существует до сих пор? Поиск ответа на этот вопрос остается предметом многочисленных исследований и, что немаловажно, исследовательской целью некоторых миссий, отправляемых на Красную планету. Астробиологи давно подозревали, что организмы земного типа вполне могли бы найти возможность существования в столь сухом сегодня мире. Этот оптимизм подтверждается наблюдениями, что экстремофилы остаются живыми даже в космическом вакууме под интенсивным излучением и при больших перепадах температур.

Долина Valles Marineris в экваториальном регионе Марса. Ученые предполагают, что в формировании этих структур активное участие принимала вода. Иллюстрация: NASA/JPL/Arizona State University

Доказательством этого стали недавно первые результаты эксперимента, проведенного на МКС. В рамках эксперимента BIOMEX бактерии, водоросли, лишайники и грибы находились в условиях космоса на открытой платформе в течение 533 дней. Результат: некоторые микробы смогли выживать длительное время в космосе, не испытывая вероятно при этом каких-либо проблем. И исследователи, принимавшие участие в эксперименте, пришли к выводу, что подобные организмы, вероятно, вполне способны справиться и с условиями окружающей среды на Марсе. В конце концов, там до сих пор все еще имеются основные условия для существования жизни.

Вода в огромных количествах

Тем более, еще лучшие условия для жизни имели место на ранних стадиях существования Марса. В то время вода существовала на планете не только в виде льда, но и в жидкой форме - причем в невероятных количествах. И как раз недавнее исследование дает удивительное понимание влажного прошлого Красной планеты.

Фактом является то, что давным-давно реки оставили глубокие следы в ландшафтах нашей соседней планеты. Какие климатические условия вызвали возникновения тамошних речных долин, неясно - исследователям все еще не хватает детального понимания климата Марса несколько миллиардов лет назад. Тем не менее, работа, представленная в журнале Science Advances, предполагает, что реки Марса текли намного дольше, чем это предполагалось первоначально.

Русло реки, сохранившееся из раннего периода Марса. Снимок получен с марсианского орбитального зонда NASA и свидетельствует об огромном древнем водоеме.Фото: NASA/JPL/Univ. Arizona/UChicago

Как утверждают исследователи, эти водные потоки оказались не только моложе, чем предполагалось, но и были намного более масштабными, чем сопоставимые реки на Земле. «Эти результаты на самом деле делают картину климата ранней марсианской эпохи более комплексной», - говорит Эдвин Кайт из Чикагского университета, ведущий автор исследования.

Наблюдения с орбиты ранее показали, что Марс буквально усеян остатками древних рек во многих своих регионах. Спутники NASA смогли отправить многие сотни снимков таких следов на Землю. Явные свидетельства бывших рек в виде каменистых осыпей и круглой гальки обнаружил и марсоход NASA Curiosity, которые, согласно современным представлениям, могли возникнуть лишь в результате взаимодействия с текущей водой. Но вот только как такие, казалось бы, гигантские объемы воды могли течь на соседней планете, до сих пор остается загадкой для ученых.

Экстремальные условия

Сегодня Марс обладает очень тонкой и разреженной атмосферой. Возможно, его газовая оболочка в прошлом была намного плотнее, но даже тогда планета получала лишь одну треть солнечного света, который сегодня попадает на Землю - этого математически совершенно недостаточно, чтобы обеспечить те температуры, которые теоретически обеспечивают существование воды в жидком состоянии. «На самом деле, на ранних стадиях Марса, как мы полагаем, были в основном чрезвычайно холодные и сухие условия - и все же были периоды, когда огромные реки формировали местный ландшафт», - говорит Кайт.

Круглая огранка гальки, известная нам и по земным рекам. Эти камни были найдены и сняты совсем недавно марсоходом Curiosity в кратере Гейла. Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Чтобы решить эту загадку и лучше понять условия осадков на раннем Марсе, Кайт и его коллеги подробно проанализировали спутниковые снимки и топографические модели более 200 доисторических речных потоков. Эти структуры предоставили ученым огромное количество информации о том, сколько воды в них когда-то было, и, в конечном итоге, каков там был климат в те далекие времена. Например, широту и крутизну берегов русла реки можно использовать для определения скорости, с которой вода текла во время существования рек. А все еще сохранившееся до сих пор количество гравия позволяет утверждать об общем объеме водных потоков.

Удивительно длинный влажный период

Результаты анализа показывают, что марсианские реки по всей планете несли огромные количества воды в течение поразительно долгого времени, от 3,4 до миллиардов лет назад, а многие из них даже до миллиарда лет назад - то есть, вероятно, до самого конца влажной эры на Марсе, когда планета уже потеряла большую часть своей ранней более плотной атмосферы. Таким образом, это может означать то, что на этом последнем этапе не было постепенного высыхания рек. Более вероятно, что водоемы становились все короче и короче, но оставались при этом очень широкими и богатыми водой, а затем относительно внезапно движение воды в них остановилось, что предполагает столь же внезапные климатические изменения.

И здесь, по всей вероятности, текла жидкая вода. Отложения в кратере Маклафлина говорят о большом количестве воды, накапливавшейся достаточно долго, чтобы осадить массивные слои глинистых минералов. Фото: NASA/JPL-Caltech

«Поэтому вполне можно предположить, что климат на Марсе в то время работал по принципу «двухпозиционного переключателя», который включал то сухую, то влажную фазы», - говорит Кайт. И, в конце концов, исчезло и последнее пятнышко жидкой воды. Часть марсианской воды была сохранена в вулканических породах глубоко под поверхностью или в виде льда на полюсах, остальная ее часть испарилась в космос - и Марс превратился в пустыню, каким мы знаем его сегодня.