В далекой древности на Марсе существовал огромный океан. Но имеется одна деталь, которая не совсем вписывается в эту картину. И вот новое исследование устранило имевшееся противоречие.
Аравия и Дейтеронилус. Слева изображен океан Аравия, который явно существовал на Марсе уже четыре миллиарда лет назад. 3,6 миллиарда лет назад на его основе образовался океан Дейтеронилус. На оба океана в значительной мере повлиял вулканический регион Тарсис, расположенный на другой стороне планеты. Иллюстрация Robert Citron images, UC Berkeley
Если бы кто-то возжелал провести пляжный отпуск на другой планете, имея при этом в своем распоряжении машину времени, ему обязательно стоило бы внимательнее присмотреться к Марсу. Как предполагают ученые, три миллиарда лет назад значительную часть поверхности соседней с нами планеты покрывали огромные массы воды. Об этом свидетельствуют, наряду с прочим, различные геологические формации в северной низменности, которые можно интерпретировать в качестве береговых линий.
Но есть в общей картине какое-то несоответствие. Местами между этими формациями существуют чрезмерные разницы в высотах – от нескольких сотен метров до нескольких километров. Но мы привыкли, что побережья представляют собой постоянную высоту – на Земле мы называем это «уровнем моря». Команда планетологов из университета Беркли считает, что им удалось решить эту загадку. Ученые пришли к выводу, что большой океан существовал на Марсе раньше, чем это считалось, а бывшие его побережья были впоследствии сильно деформированы геологическими процессами.
Марс слишком легок
То, что сегодня Марс представляет собой планету-пустыню, объясняется его сравнительно малой массой. То есть сила его притяжения оказалась недостаточной для того, чтобы крепко привязать к себе газы в атмосфере планеты и защитить их от эрозии в результате воздействия солнечного ветра. Солнечный ветер, представляющий собой поток из заряженных частиц, смог на протяжении миллионов лет выталкивать молекулы воздушной оболочки Красной планеты в космос. По этой причине атмосфера становилась все более разреженной. В конце концов, с Марса стала резко испаряться и жидкая вода. Остатки воды могли остаться в лучшем случае на полюсах планеты, где они вместе с сухим льдом из двуокиси углерода образовали полярные ледяные шапки.
Косвенным доказательством «мокрого» прошлого Марса являются многочисленные овраги и глубокие борозды на его поверхности, которые когда-то вполне могли быть руслами рек. Да и глинистые минералы, обнаруженные во многих местах планеты, которые образуются исключительно при наличии жидкой воды, говорят именно в пользу этой версии. Но исследователи продолжают спорить в отношении правильной интерпретации полученных результатов. Некоторые ученые аргументируют, например, тем, что глинистые минералы могли бы образовываться и под действием водяного пара. А каньоны могли сформироваться не из-за текших по ним рек, а в результате мощных потоков лавы.
Роль вулканов
Совершенно не подвергается сомнениям то, что вулканы сыграли важную роль в развитии Марса. В своем большинстве они выше огнедышащих гор на Земле, так как на Марсе отсутствует и отсутствовала тектоника плит, которая обеспечивает сдвиги геологических формаций медленно, но постоянно. На Марсе вулканы всегда оставались на одних и тех же местах, то есть не могли двигаться по континентальным плитам, по причине чего они достигали невероятной по земным меркам высоты. Особенно показателен в этом отношении регион Тарсис. Он считается родиной мощных щитовых вулканов, среди которых выделяется 22-километровый Олимп (Olympus Mons) – самый высокий вулкан во всей Солнечной системе.
Вполне вероятно, что формирование этого региона повлияло и на наклон марсианской оси. Ведь тяжелые массы у всех свободно вращающихся тел притягиваются к экваториальной зоне. Прежние исследования показали: если Тарсис образовался на более высоких широтах и лишь впоследствии переместился к экватору, то в результате этого должны были деформироваться и береговые линии.
Загадочные береговые линии. Высотный профиль сегодняшнего Марса показывает бывшие береговые линии океана Аравия (лиловые) и береговые линии младшего на несколько сотен миллионов лет океана Дейтеронилус (белые). Слева на картинке (концентрические круги) виден регион Тарсис, выдающийся далеко вверх.
При возникновении вулканов в подповерхностных слоях происходит движение больших объемов магмы. Такие движения массы происходили на протяжении от нескольких десятков до сотен миллионов лет. Соответственно, столь же долго продолжалась переориентации оси вращения, что дало океану более чем достаточно времени на формирование новых береговых линий. И такое движение полюсов происходило, скорее всего, чаще, чем это предполагалось.
Когда перемещается полюс
Это совершенно необязательно должно зависеть лишь от вулканизма. Как показали снимки с космического зонда «Новые горизонты», на карликовой планете Плутон планетарная ось сильно наклонилась, скорее всего, под действием мощных ледяных масс и даже предполагаемого подповерхностного океана. На Марсе же этот эффект выражен более слабо. Большинство специалистов по геологии Марса предпочитает исходить из того, что вулканический регион Тарсис изначально образовался вблизи экватора.
«Возникновение региона Тарсис привело к смещению полюсов примерно на 20 процентов, но этого недостаточно для того, чтобы объяснить различия высот береговых линий», - считает Роберт Цитрон из университета Беркли.
Роль лавы
Цитрон и его коллеги исходят из того, что на Марсе главную роль в деформации поверхностей сыграли не сами вулканы, а их бурлящие под поверхностью лавовые массы. При этом решающим здесь оказался момент возникновения большого марсианского моря. Возможно, что образовалось оно раньше или почти одновременно с регионом Тарсис, а не позже, как это было принято считать. А это значит, что ареал вулканической активности при своем постепенном росте мог последовательно деформировать океанское дно.
Для своего исследования ученые смоделировали влияние Тарсиса на два больших океана, которые существовали в древности на Марсе. Сильную деформацию береговой линии первого океана, названного Аравией, ученые склонны объяснять вулканической активностью и смещением планетарной оси. Исходя из этого, вполне вероятной становится версия, что море образовалось раньше четырех миллиардов лет назад, то есть до Тарсиса или на раннем этапе формирования вулканического региона.
Океаны возникли раньше, чем считалось
Второй океан, Дейтеронилус, сменивший Аравию, возник позже, примерно 3,6 миллиарда лет назад. Его береговая линия, считают исследователи, может объясняться лавовыми потоками уже существовавшего на тот момент большого вулканического региона. Если это предположение верно, то это значит, что Марс уже на довольно раннем этапе истории Солнечной системы имел океан, занимавший большую часть его северного полушария.
Определение возраста соответствующих каменных формаций при этом представляется делом непростым, так что простор для научных дискуссий будет оставаться еще долго. Новые знания по этой проблематике планетологи надеются получить, наряду с прочим, от предстоящей марсианской миссии NASA InSight, которая стартует уже через месяц. Кстати, одной из ее задач является установка сейсмометра на марсианской поверхности. С его помощью ученые хотят зафиксировать сейсмические волны, которые позволят определить наличие замерзших масс воды под поверхностью – наследие утраченного океана.
0
