Марс — пустынная планета, но на его поверхности сохранились следы водных потоков. В частности, на ней видны речные долины, образовавшиеся в результате речной эрозии. В прошлом некоторые исследования датировали эту сеть речных долин 3 миллиардами лет назад, считая их одним из самых веских доказательств присутствия жидкой воды на поверхности Марса. Теперь, используя ударные кратеры в качестве инструмента датировки, исследователь Александр М. Морган из Института планетарных наук сумел определить максимальные временные рамки для формирования марсианских долин, сформированных текучей водой.
В ходе изучения раннего Марса ученые всегда склонны были описывать либо теплый и влажный Марс с океаном, либо холодную и ледяную планету с огромными ледяными шапками. Однако в последние десять лет или около того они поняли, что эти краткие описания сотен миллионов лет истории были слишком общими. На самом деле, как и на Земле, на Марсе 3 миллиарда лет назад действительно были условия, позволявшие жидкой воде оставаться на поверхности, но эти условия сильно менялись в ходе длительных климатических изменений, очень похожих на те, что повлияли на историю нашей планеты.
Изображение долины Мауми на Марсе (верхняя половина синий цвет), наложенное на каналы на острове Девон на Земле (нижняя половина коричневый цвет). Форма каналов, как и общая сеть, выглядит практически идентично.
Это означает, что сеть речных долин, которую мы видим сегодня на Марсе, формировалась и развивалась на протяжении эпох больших перемен, которые неизбежно оказали глубокое влияние на судьбу марсианских водных путей. Их эрозия, в результате которой мы сегодня видим лишь их остатки и глубокие долины, по оценкам, происходила на протяжении как минимум десятков тысяч лет.
Используя кратеры, которые предшествуют и следуют за системами речных долин, обнаруженных на Марсе, Морган вместо этого обнаружил, что максимальное время для формирования долин составляет порядка сотен миллионов лет. Результаты его анализа показывают, что реки Марса размывались очень медленно, гораздо медленнее, чем считалось ранее. “Учитывая то, что мы знаем о скорости эрозии на раннем Марсе, более длинные временные шкалы предполагают, что условия, способствовавшие образованию рек, были весьма прерывистыми”, — объясняет Морган, — “с длительными сухими периодами, перемежающимися короткими эпизодами речной активности”.
Детальное изображение сети долин на Марсе. Ударные кратеры отмечены синими и красными кругами. Красные кратеры расположены после сети долин, а синие — перед ней. Пунктирные круги имеют меньшую степень достоверности совпадения с сетью долин. Пунктирная черная линия представляет собой нанесенную на карту сеть долин. (a) обзор системы долин. (b) деталь участка, отмеченного буквой (a).
Одно из возможных объяснений этого — эрозия могла быть затруднена из-за скопления крупных валунов на дне реки. Другое объяснение заключается в том, что реки текли очень редко, возможно, всего 0,001 % времени, в остальное время они были сухими. И они могли активизироваться, когда вулканическая деятельность или изменения осевого наклона планеты и орбиты вокруг Солнца нагревали поверхность Марса. Такие долгосрочные климатические изменения происходят и на Земле: они называются циклами Миланковича и отвечают за ледниковые периоды на нашей планете. Марсианские реки, согласно исследованию Моргана, должны были функционировать аналогичным образом. С исследованием, опубликованным в журнале Earth and Planetary Science letters, так же можно ознакомиться здесь.