Следы древнего океана: геология Марса раскрывает тайну исчезнувших рек
Миллиарды лет назад марсианский ландшафт кардинально отличался от современной сухой и холодной пустыни. По поверхности планеты текли реки, а новое исследование Университета Арканзаса предоставляет убедительные геологические доказательства того, что эти реки впадали в обширный океан, расположенный в северном полушарии. Это открытие имеет фундаментальное значение для астробиологии, так как жидкая вода является непременным условием для известных нам форм жизни. Как отметил ведущий автор исследования Кори Хьюз, чем больше жидкой воды было на Марсе, тем выше вероятность того, что на нем могла существовать жизнь.
Методология исследования основывалась на сравнительном анализе. Ученые сопоставили речные породы Земли, в частности песчаник из северо-западного Арканзаса, образовавшийся 300 миллионов лет назад, с геологическими структурами Марса. Хьюз, уже имевший опыт изучения Красной планеты, целенаправленно выбрал Университет Арканзаса для сотрудничества с Джоном Шоу, экспертом по земным дельтам. Это сотрудничество позволило применить знания о земной гидрологии для расшифровки геологической истории Марса.
Ключом к разгадке стало понимание динамики рек, впадающих в крупные водоемы. Естественная река, не сдерживаемая дамбами, постоянно меняет свое русло, создавая так называемый пояс русла — зону, в пределах которой река мигрирует. При впадении в океан скорость течения реки падает, что приводит к двум критически важным процессам. Во-первых, уменьшается способность воды переносить осадок, и он начинает оседать, формируя дельту. Во-вторых, снижается размывающая сила, что ограничивает боковое движение реки, и ее пояс русла сужается. Участок, где это сужение происходит и где русло опускается ниже уровня моря, известен как зона подпора. На Земле ярким примером является река Миссисипи, чья зона подпора начинается за сотни километров от береговой линии.
Именно такие протяженные зоны подпора и связанные с ними зрелые дельты ученые обнаружили, анализируя орбитальные снимки Марса. Масштаб этих образований позволяет наблюдать их из космоса. Наличие дельт с длинными зонами подпора является весомым аргументом в пользу того, что марсианские реки не просто текли, а впадали в огромный, сравнительно спокойный водоем — древний океан или, по крайней мере, очень большое море.
Чтобы реконструировать контуры исчезнувших рек, ученые используют геологический феномен, известный как топографическая инверсия. Когда река высыхает, крупные частицы осадка на ее дне со временем под воздействием давления и температуры превращаются в твердый песчаник. На Земле тектонические процессы могут вытолкнуть этот пласт на поверхность, где ветер и вода разрушают более мягкие окружающие породы, оставляя прочный песчаник в виде хребта, повторяющего форму древнего русла. Так образуется «перевернутый пояс русла».
Важнейшим открытием, которое помогло подтвердить марсианскую гипотезу, стала находка на северо-западе Арканзаса. Там ученые идентифицировали скальное образование Ведингтон как часть разветвленной сети перевернутых хребтов, которые являются ничем иным как окаменевшей дельтой реки возрастом 300 миллионов лет. Это единственный известный на Земле пример инверсии речной дельты. Для исследователей эта находка стала счастливой случайностью, позволившей изучить в непосредственной близости процесс, признаки которого они искали на Марсе.
Таким образом, исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, объединяет данные с двух планет. Геологические свидетельства с Марса, подкрепленные уникальной земной аналогией, рисуют убедительную картину прошлого Красной планеты с реками, впадавшими в обширный океан, что значительно повышает вероятность того, что когда-то на Марсе могли существовать условия, пригодные для жизни.
Присоединяйтесь к нам в соцсетях
