400 000 лет назад Марс испытал экстремальное изменение климата

Китайский марсоход Чжужун обнаружил свидетельства впечатляющего изменения климата Марса 400 тыс. лет назад в виде темных хребтов, расположенных над яркими дюнами. Они покрывают поверхность Равнина Утопия (Utopia Planitia) - обширной равнины в северном полушарии Красной планеты.

Марсоход Чжужун

Марсоход Чжужун - марсоход, разработанный Китайским национальным космическим управлением (CNSA). Названный в честь бога огня в китайской мифологии, он был успешно запущен 23 июля 2020 года в составе миссии "Тяньвэнь-1", включавшей орбитальный аппарат, посадочную платформу и сам марсоход. 15 мая 2021 года Чжужун стал первым китайским марсоходом, совершившим посадку и работу на поверхности Марса. Он совершил посадку в районе Равнина Утопия - низменной равнины в северном полушарии Марса.

С тех пор марсоход провел целый ряд исследований и сборов данных. Его научные приборы использовались для изучения марсианской геологии, окружающей среды, атмосферы и климата. И хотя марсоход уже не работает, вероятно, став жертвой сильной песчаной бури, собранные им данные продолжают анализироваться. Некоторые из результатов очень интересны, о чем свидетельствует новая работа, опубликованная в журнале Nature.

Странные дюны в форме полумесяца

В рамках этого исследования группа специалистов под руководством Ли Чунлая из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук использовала приборы марсохода в сочетании с наблюдениями высокого разрешения с орбитального аппарата, чтобы более детально рассмотреть большие песчаные дюны в форме полумесяца, которые видны вблизи места посадки Чжужун в мае 2021 года.

Форма этих дюн подвергалась эрозии в течение сотен тысяч лет. Над дюнными полями видны длинные темные гребни, называемые поперечными эоловыми грядами (ПЭГ), которые формируются под другим углом по отношению к выдуваемым ветром дюнам. ПЭГ наблюдались по всему Марсу в нижних средних широтах. Однако глобальные модели циркуляции атмосферы, описывающие направление ветра на Красной планете, до сих пор не могли объяснить, как могли сформироваться эти особенности, по крайней мере, до настоящего времени.

Наблюдая за 2262 такими дюнами и основываясь на количестве ударных кратеров на их вершинах, исследователи подсчитали, что они, вероятно, образовались от 2,1 миллиона до 400 000 лет назад. Это означает, что темные ПЭГ, видимые сверху, должны были образоваться позже, в течение последних 400 тыс. лет. Эти даты совпадают с началом и концом последнего большого ледникового периода на Марсе. Для того чтобы ПЭГ образовались под другим углом к дюнам, направление ветра в нижних средних широтах должно было измениться с окончанием ледникового периода.

Ледниковый период мы связываем с изменением угла вращения Марса, вызванным циклами Миланковича. В общем случае эти циклы представляют собой периодическое смещение оси вращения планеты относительно плоскости ее орбиты, вызванное совместным воздействием гравитации Солнца, Юпитера и других планет, а также формой и прецессией орбиты планеты. Земля также проходит через подобный цикл. В случае Марса угол его вращения (так называемая косоугольность) изменялся от 15 до 35 градусов в период от 2,1 млн. до 400 тыс. лет назад, что могло нарушить его климат. Сегодня косоугольность Марса составляет около 25 градусов.

Удивительно, но ледниковый период на Марсе - это не то же самое, что ледниковый период на Земле. Марсианские периоды характеризуются более теплыми температурами на полюсах и перемещением водяного пара и пыли в средние широты, где они оседают.