Ученые предложили гипотезу, объясняющую происхождение оврагов на возвышенностях Марса. Вероятно, склоны, на которых возникали овраги, содержали льды как из CO2, так и из воды. Оба льда были вовлечены в формирование и модификацию оврагов. Причем таяние воды становилось возможным только при наклоне планеты в 35°, когда повышалось атмосферное давление. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Овраги на Марсе напоминают каналы, прорезанные водой на Земле. Однако марсианские овраги преимущественно располагаются на высотах, где при нынешних условиях вода может быть только в газообразном состоянии. Поэтому на основе изменений поверхностного материала ученые выдвинули предположение, что овраги образовались в результате сублимации CO2 — перехода твердого CO2 в газ, минуя жидкую фазу. Так, когда газ выделялся из почвы, камни и щебень сползали по склонам, формируя овраги. Однако механизм такого процесса, основанного только на CO2, оставался малоизученным и не имел земного аналога. Кроме того, протяженность оврагов и их эродированный вид заставляли ученых подозревать участие воды в их формировании. Но средняя температура Марса, равная -60°С, не допускает такую возможность.
Американские ученые проверили гипотезу, согласно которой жидкая вода все-таки была вовлечена в образование оврагов. Известно, что наклон оси Марса меняется на протяжении сотен тысяч лет. Когда наклон был 35°, площадь местности, на которой существовали условия для появления жидкой воды, была больше. Поэтому исследователи проверили, коррелируют ли нанесенные на карту местоположения оврагов с участками местности, на которых могла быть жидкая вода. Для этого они смоделировали климатические условия на Марсе при трех наклонностях планеты и учитывали связанные с ними давления воздуха. Сформированные тремя сценариями условия неоднократно повторялись за последние 3 млрд лет.
Авторы показали, что при наклоне 25°, соответствующем современным условиям, места таяния льда плохо соотносились с распределением оврагов. При наклоне 30° за год таяло не больше 13% льда и только в северном полушарии. При наклоне 35° давление и температура были достаточно высокими для таяния воды даже на тех участках, где сейчас располагаются самые высокогорные овраги.
Таким образом, ученые предложили комбинированную гипотезу формирования и эволюции оврагов, включающую процессы, связанные как с водой, так и с CO2. Во-первых, овраги формировались при сильном наклоне планеты, когда вода могла таять. Такие условия выполнялись даже на высоте 4500 м. Во-вторых, когда наклон Марса уменьшился и таяние льда прекратилось, начала преобладать сублимация твердого CO2. В результате в каналах скапливался легко перемещающийся рыхлый материал. В-третьих, колебания температур в течение марсианского года запускали фазовые изменения воды и CO2, которые, в свою очередь, приводили к случайным и локальным модификациям оврагов, продолжающимся и сегодня. Такой сценарий согласуется с пространственным распределением оврагов, структурой их каналов, прекращением образования новых оврагов на Марсе сегодня.
«Наше исследование показывает, что глобальное распределение оврагов лучше объясняется процессами, связанными с жидкой водой. Вода объясняет распределение оврагов по высоте так, как CO2 не может. Это означает, что на Марсе появлялась жидкая вода в достаточном объеме для эрозии каналов в течение последнего миллиона лет, что совсем недавно в масштабах геологической истории Марса», — рассказывают авторы исследования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
