Он испарился: на Марсе обнаружились следы огромного океана
Возможно, когда-то на Марсе был океан, настолько обширный, что он покрывал треть планеты, прежде чем миллиарды лет назад испарился и оставил после себя явный признак: плоскую полосу суши, очерчивающую бывший океан, — похожую на кольцо, оставшееся в осушенной ванне.
Согласно исследованию, описывающему новые данные, если они будут подтверждены прямыми наблюдениями, этот “прибрежный шельф”, как его называют исследователи, внесет важный вклад в давнюю научную дискуссию. В то время как высохшие речные сети, дельты и русла озер являются доказательством того, что в прошлом на Марсе была вода, среди экспертов нет единого мнения о том, был ли на нем также большой океан, который сделал бы Марс гораздо более похожим на Землю, чем сегодня, отмечает CNN.
“Вопрос в следующем: если бы на Марсе был океан и он высох, какие следы он бы оставил? - говорит Майкл Лэмб, старший автор исследования, опубликованного недавно в журнале Nature. - То, что мы искали, — это полоса, которая огибала бы то место, где должна была проходить береговая линия, подобно ровной скамье - потому что это, по сути, то, что мы видим на Земле, то, что мы знаем как континентальный шельф”.
Майкл Лэмб, профессор геологии Калифорнийского технологического института, и ведущий автор Абдалла Заки, выдающийся научный сотрудник Техасского университета в Остине, провели компьютерное моделирование, чтобы высушить океаны на Земле и посмотреть, какие геологические следы они оставят после себя. Континентальный шельф стал наиболее характерной чертой, сохраняющейся с течением времени и изменением уровня моря.
Затем исследовательская группа провела поиск аналога на Марсе, используя данные лазерного высотомера Mars Orbiter НАСА, или MOLA, зонда, который с помощью лазера наносит на карту особенности поверхности планеты с орбиты.
“Мы искали подобную особенность на Марсе и нашли некоторые доказательства того, что она может быть там”, - сказал Лэмб.
“Однако это не совсем похоже на континентальный шельф на Земле, так что есть некоторые доказательства в поддержку этого, но не все части головоломки”.
Идея о том, что на Марсе когда-то мог существовать океан, возникла в 1970—х годах, когда запущенные НАСА миссии "Викинг-1" и "Викинг-2" обнаружили то, что некоторые исследователи считали береговой линией - гораздо более узкую полосу, чем недавно предложенный прибрежный шельф, - и впадину в северном полушарии планеты, которая наводила на мысль о древнее морское дно, напоминает CNN.
Однако эти более старые свидетельства никогда не считались убедительными: “У береговой линии есть некоторые проблемы”, - отмечает Майкл Лэмб.
“Здесь не прослеживается постоянная высота, как можно было бы ожидать от береговой линии, но она колеблется вверх и вниз”.
Он отметил, что одним из способов объяснить это изменение высоты являются извержения вулканов, которые, возможно, сместили кору Марса и деформировали береговую линию: “Но трудно доказать, что именно это произошло, и поэтому остается спорным, действительно ли это береговые линии или нет”.
Другая проблема заключается в том, что береговые линии очень тонкие.
“Если вы хотите найти долгоживущие океаны, то должно быть что-то большее, чем береговая линия, и мы думаем, что это прибрежный шельф”, - сказал Заки, который проводил исследование вместе с Лэмбом, когда тот был аспирантом Калифорнийского технологического института.
Согласно новому исследованию, прибрежный шельф является улучшением данных о береговой линии в нескольких отношениях. Наклонный участок легче увидеть и он намного больше, его ширина составляет около 200-400 метров, что делает его относительно устойчивым к эрозии в течение миллиарда лет. Образование отложений могло произойти в результате того, что реки несли отложения в океан, а также из-за изменения уровня моря.
“На Земле континентальный шельф является крупнейшим местом сбора осадочных пород на планете из-за материала, приносимого реками, и некоторых дополнительных отложений, наносимых волнами и течениями”, - добавил Заки.
Китайский марсоход "Чжуронг", который приземлился на Марсе в 2021 году, обнаружил свидетельства существования древних пляжей в подземных осадочных слоях на северных равнинах планеты, в том самом районе, где, по мнению Заки и Лэмба, они обнаружили следы прибрежного шельфа. Геологические остатки речных дельт еще больше подтверждают эту идею.
На Марсе все еще есть некоторое количество воды, в основном в ледяных шапках, но под землей ее может быть гораздо больше — достаточно, чтобы заполнить океан, согласно данным, полученным с посадочного модуля НАСА InSight. Красная планета потеряла большую часть воды, поскольку ее атмосфера со временем разрежалась, что позволило молекулам воды улетучиться в космос. По некоторым последним оценкам, поверхностные воды на планете могли иметься еще 2 миллиарда лет назад.
Скоро можно будет увидеть “кольцо ванны”, отмечает CNN. Марсоход Европейского космического агентства Rosalind Franklin, запуск которого ожидается в конце 2028 года для посадки на Марс в 2030 году, будет исследовать северное полушарие, имея возможность исследовать как поверхность, так и подземные слои.
“Это даст нам окончательный ответ”, - сказал Заки.
Подтверждение существования древнего океана на Марсе помогло бы углубить наше понимание Красной планеты и могло бы помочь понять, почему она так сильно менялась с течением времени и была ли на ней когда-либо какая-либо форма жизни.
“Есть много признаков того, что на поверхности Марса была жидкая вода, но чего мы действительно не знаем, так это как долго эта жидкая вода оставалась стабильной, - комментирует Лэмб. – Климат Марса сейчас очень холодный и сухой, поэтому он существенно изменился по сравнению с прошлым, и остается научной задачей понять, как и почему Марс был теплым и влажным и как долго, а также что привело к таким катастрофическим изменениям в его нынешнем состоянии”.
По словам Джеймса Хеда, профессора наук о Земле, окружающей среде и планетах Университета Брауна, который не принимал участия в исследовании, это исследование предлагает новый интригующий подход к вопросу о том, существовали ли когда-то марсианские океаны. Однако, добавил он, из-за отсутствия тектоники плит на Марсе формирование такой четкой границы — прибрежного шельфа - является спорным вопросом. Необходимы дальнейшие наблюдения, чтобы понять, является ли этот аналог континентального шельфа Земли надежным маркером.
“В конечном счете, остаются две проблемы”, - заключил он. “Откуда взялось столько воды? И куда все это делось? Ни то, ни другое до сих пор не получило должного объяснения.”
Брайан Хайнек, профессор кафедры геологических наук Университета Колорадо в Боулдере, согласен с тем, что, хотя исследование подтверждает существование океана в прошлом, появление континентальных шельфов Земли частично обусловлено ролью тектоники плит, которой на Марсе никогда не было.
“Это, плюс ожидаемые различия в океанских приливах и течениях, приводит к некоторому сравнению яблок с апельсинами”, - сказал Хайнек в электронном письме.
Он не принимал участия в новом исследовании.
Лэмб признает различия в формировании прибрежного шельфа Марса и континентального шельфа Земли, но утверждает, что некоторые элементы, которые способствовали образованию шельфа на Земле — реки, волны и изменения уровня моря, — вероятно, также присутствовали на Марсе.
Брайони Хорган, профессор наук о Земле, атмосфере и планетах в Университете Пёрдью в Уэст-Лафайетте, штат Индиана, поясняет, что вопрос о том, был ли когда-либо на Марсе большой океан, является критическим, поскольку он имеет большое значение для древнего климата, геологии и обитаемости Красной планеты: “Но это остается одним из самых давних противоречий в науке о Марсе, до такой степени, что многие молодые ученые не решаются даже обсуждать эту гипотезу”.
Спор проистекает из того факта, что на Марсе, по-видимому, были периоды умеренного климата с дождями, которые глубоко изменяли горные породы, а также широко распространенные реки и озера, которые сохранялись в течение миллионов лет, отмечает CNN.
“Трудно представить, что такой хорошо развитый водный цикл существовал бы без большого океана, заполняющего самый глубокий и крупный бассейн в северных низменностях, но нам еще предстоит увидеть убедительные прямые доказательства существования такого океана, поэтому дебаты продолжаются”, - добавляет Хорган.
Использование Земли в качестве сравнения - хороший подход, и марсоход ЕКА "Розалинда Франклин" поможет разрешить этот спор, заключила она.
“Я ценю, что исследование породило очень проверяемую гипотезу — теперь мы можем детально изучить минералогию и геологию ландшафтов над предполагаемым морским шельфом, внутри него и под ним, чтобы выяснить, подтверждают ли они наличие древнего океана”.