Могли ли периоды засухи на Красной планете чередоваться с грандиозными ливнями? Разветвленные речные долины на Марсе образовались, скорее всего, не под влиянием грунтовых вод или рек, существовавших на протяжении веков. Более вероятно, что они возникли вследствие мощнейших дождей и вызванных ними потоков воды. А все потому, что измерения показали: углы разветвлений сухих речных русел на Марсе невероятно похожи на речные долины в засушливых регионах Земли. Опять-таки, подобные углы разветвлений типичны для рек, заполняющихся при сильных ливнях, о чем исследователи и написали в научном журнале Science Advances.
Каков был климат на раннем Марсе? Возможный ответ кроется в форме речных сетей на Красной планете. © NASA/JPL-Caltech/Cornell Univ./Arizona State Univ
Сколько воды могло быть когда-то на Марсе? Этот вопрос и по сей день не дает покоя ученым-планетологам. С одной стороны, следы древних озер, разветвленные речные долины, а также отложившиеся в почве глинистые минералы свидетельствуют о том, что на нашем красном соседе когда-то была вода, причем речь может идти о целых океанах. С другой же стороны, косвенные улики указывают на то, что даже 3,7 миллиарда лет назад климат там был слишком холодный, а марсианская атмосфера слишком разреженной.
Но как же тогда образовались на Марсе разветвленные структуры речных русел, образовывающие целые речные долины, которые чрезвычайно напоминают наши земные долины рек? Такие следы эрозии обычно появляются, когда вода на протяжении долгого времени пробивает себе путь. Но теоретически вполне допустимо и то, что кратковременные, но при этом чрезвычайно мощные водные потоки, тоже могли сформировать такие поверхностные эрозионные структуры. И необходимая для этого вода, например, вполне могла возникнуть вследствие вулканических извержений из растопившегося льда.
Углы потоков говорят о климате
Другое возможное объяснение предлагает Хансйорг Зейболд и его коллеги из Цюрихского университета в Швейцарии. Эта группа исследователей более пристально присмотрелась к углам разветвлений речных долин на Земле и на Марсе и подвергла их сравнению. Что же они стремились узнать? «Наше новое исследование показало, что углы таких комплексных речных сетей находятся в тесной зависимости от климата – независимо от других факторов, как бассейны рек, угол наклона или величина потока», - говорят исследователи.
Земные углы речных долин в сухих (слева) и влажных регионах, а также две речные долины на Марсе. © Seybold et al. /Science Advances, CC-by-nc 4.0
Конкретно это может означать следующее. В регионах, в которых господствует скорее влажный климат и где реки получают достаточно воды из грунтовых вод, речные сети разветвляются под более широкими углами. А вот в засушливых регионах, где дожди идут реже, но более обильные, потоки, вызванные дождями, определяют и форму рек. Там речные сети разветвляются под более острыми углами, как объясняют это Зейболд и его коллеги. Соответственно, по углам разветвлений можно прочитать, каков был климат в регионе во время образования таких речных сетей, причем это применимо ко всем частям Земли.
Столь же острые углы, как в Аризоне
Но как с этим обстояло на Марсе? Как смогли определить ученые, там речные сети образуют скорее острые углы. Статистически здесь чаще всего встречаются углы примерно в 40°, что подтверждают сгенерированные на основании марсианских снимков базы данных. «Хотя разрешения карт местности отличаются почти в десять раз, но статистика ветвления на Марсе и на засушливом западе США удивительно схожа», - рассуждает Хейболд. При этом угол в американских пустынных регионах составляет в среднем 41 градус.
Скорее более острые: разветвления рек в регионе долины Ареса на Марсе. © NASA /JPL / ASU
«Эти наблюдения подтверждают предположение, что марсианская сеть каналов сформировалась преимущественно под действием поверхностных водяных потоков Марса – воды, которая выпадала на поверхность в виде эпизодических проливных дождей в преимущественно сухом климате», - констатируют ученые. Вода для таких осадков конденсировалась предположительно из океана, покрывавшего 3,7 миллиарда лет назад северную треть Марса. И именно из него испарялась вода, которая затем дрейфовала на юг в форме водяного пара в тучах, где периодически низвергалась вниз ливнями невероятной силы.
Увы, происходило ли все именно так на самом деле, пока что подтвердить или опровергнуть невозможно. Но исходя из новых знаний, ученые все же считают, что даже молодой Марс никогда не был достаточно влажным, чтобы иметь реки, которые питались бы из грунтовых вод.
0
