Завдяки безлічі місій, які вивчали Марс в останні роки, вченим відомо, що приблизно 4 мільярди років тому планета була набагато іншим місцем. На додаток до щільнішої атмосфери, Марс був також теплішим і більш вологим місцем, рідка вода охоплювала більшу частину поверхні планети. На жаль, коли Марс втратив атмосферу протягом сотень мільйонів років, ці океани поступово зникали.
Коли і де утворилися ці океани, було предметом багатьох наукових розслідувань та дискусій. Згідно з новим дослідженням групи дослідників з УК Берклі, існування цих океанів було пов'язане з піднесенням вулканічної системи Таріса. Вони також теоретизують, що ці океани утворилися на кілька сотень мільйонів років раніше, ніж очікувалося, і не були настільки глибокими, як вважалося раніше.
Дослідження під назвою "Час океанів на Марсі від деформації берегової лінії" нещодавно з'явилося в науковому журналі Природа. Дослідження проводили Роберт І. Цитрон, Майкл Манга та Дуглас Дж. Хемінгуей - студент ступеня, професор та докторський науковий співробітник кафедри Землі і планетарних наук та Центру інтегративних планетних наук при УК Берклі (відповідно).
Як пояснив Майкл Манга в недавньому прес-релізі "Берклі Ньюс":
«Припущення полягало в тому, що Таріс формувався швидко і рано, а не поступово, а океани з'явилися пізніше. Ми говоримо, що океани передують та супроводжують викиди лави, які викликали Таріс. "
Дебати щодо розміру та масштабів минулих океанів Марса зумовлені деякими невідповідностями, які були помічені. По суті, коли Марс втратив атмосферу, його поверхневі води замерзли б, перетворившись у підземну вічну мерзлоту, або вирвалися в космос. Ті вчені, які не вірять, що Марс колись мав океани, вказують на той факт, що оцінка того, скільки води можна було заховати чи втратити, не відповідає оцінкам розмірів океану.
Більше того, льоду, який зараз зосереджений у полярних шапках, недостатньо для створення океану. Це означає, що на Марсі або води було менше, ніж свідчать попередні підрахунки, або що за втрати води був якийсь інший процес. Щоб вирішити це, Цитрон та його колеги створили нову модель Марса, де Світовий океан формувався до або одночасно з найбільшою вулканічною особливістю Марса - Тарісом Монтесом, приблизно 3,7 мільярда років тому.
Оскільки Тарсіс на той час був меншим, це не спричинило такого ж рівня деформації кори, як це було пізніше. Особливо це стосується рівнин, які охоплюють більшу частину північної півкулі, і, як вважають, вони були стародавнім морським дном. Зважаючи на те, що цей регіон не зазнав тих самих геологічних змін, які мали б відбутися пізніше, він був би неглибоким і затримав приблизно половину води.
"Припущення полягало в тому, що Таріс формувався швидко і рано, а не поступово, а океани з'явилися пізніше", - сказала Манга. "Ми говоримо, що океани передують та супроводжують витік лави, що викликав Таріс".
Крім того, команда також теоретизувала, що вулканічна активність, яку створив Таріс, може бути відповідальною за формування ранніх океанів Марса. В основному, вулкани виводили б в атмосферу гази та вулканічний попіл, що призвело б до парникового ефекту. Це нагріло б поверхню до того, що може утворюватися рідка вода, а також створило підземні канали, які дозволили воді потрапити до північних рівнин.
Їх модель також протидіє іншим попереднім припущенням щодо Марса, які полягають у тому, що запропоновані берегові лінії дуже нерегулярні. По суті, те, що, як вважається, було властивістю "водного фронту" на древньому Марсі, змінюється у висоту на цілих кілометри; тоді як на Землі берегові лінії рівні. Це теж можна пояснити зростанням вулканічного регіону Таріс, приблизно 3,7 мільярда років тому.
Використовуючи сучасні геологічні дані про Марс, команда змогла простежити, як з часом можуть скластись нерівності, які ми бачимо сьогодні. Це почалося б тоді, коли перший океан Марса (Аравія) почав формуватися 4 мільярди років тому і вже був свідком перших 20% зростання Таріса Монтеса. У міру зростання вулканів земля пригнічувалась, а берегова лінія зміщувалася з часом.
Аналогічно, нерегулярні берегові лінії наступного океану (Deuteronilus) можна пояснити цією моделлю, вказавши, що вона сформувалася протягом останніх 17% зростання тарісу - приблизно 3,6 мільярда років тому. Особливість Ісіді, яка, здається, є древньою руслою озера, трохи віддаленою від берегової лінії Утопії, також може бути пояснена таким чином. У міру деформації ґрунту Ісідіс перестав бути частиною північного океану і став зв'язаним руслом озера.
"Ці берегові лінії могли бути заміщені великим водоймою рідкої води, яка існувала до та під час виснаження Таріса, а не після цього", - сказав Цитрон. Це, безумовно, відповідає ефекту спостереження, який Таріс Монс мав на топографію Марса. Ця маса створює не тільки випинання на протилежному боці планети (вулканічний комплекс Елізіум), але і масивну каньйонну систему посеред (Valles Marineris).
Ця нова теорія не тільки пояснює, чому попередні оцінки щодо обсягу води на північних рівнинах були неточними, вона також може враховувати долинні мережі (розрізані проточною водою), що з'явилися приблизно в той же час. І в найближчі роки цю теорію можна перевірити робототехнічними місіями, які НАСА та інші космічні агентства відправляють на Марс.
Розгляньте розслідування внутрішніх справ НАСА, використовуючи місію сейсмічних досліджень, геодезії та теплового транспорту (InSight), яка планується запустити в травні 2018 року. Після досягнення Марса цей землекористувач використає набір сучасних інструментів - включаючи сейсмометр, температурний зонд та радіонауковий прилад - для вимірювання внутрішніх приміщень Марса та дізнатися більше про його геологічну діяльність та історію.
Крім усього іншого, NASA передбачає, що InSight може виявити залишки замерзлого у внутрішніх просторах океану Марса і, можливо, навіть рідку воду. Поряд з Марс 2020 Rover, the ExoMars 2020, а також можливі цільові місії, очікується, що ці зусилля дадуть більш повну картину минулого Марса, яка буде включати, коли відбувалися основні геологічні події та як це могло вплинути на океан та берегову лінію планети.
Чим більше ми дізнаємося про те, що сталося на Марсі за останні 4 мільярди років, тим більше ми дізнаємося про сили, що формували нашу Сонячну систему. Ці дослідження також дають великий шлях до того, щоб допомогти вченим визначити, як і де можуть формуватися життєві умови. Це (ми сподіваємось) допоможе нам знайти життя в іншій зірковій системі колись!
Висновки команди також були предметом доповіді, яка була представлена цього тижня на 49-й конференції з питань місячних і планетарних наук у Вудлендс, штат Техас.
Подальші новини: Берклі Новини, Природа
