Дельты Марса указали на исчезновение океана около 3,2 млрд лет назад
Новая работа по древним речным дельтам Марса помогла уточнить, когда на планете мог исчезнуть крупный северный океан. Исследователи пришли к выводу, что океаническая фаза могла продолжаться примерно от 3,8 до 3,2 млрд лет назад, после чего вода на поверхности сохранялась преимущественно в отдельных озёрах и появлялась лишь эпизодически.
Чтобы понять, как менялся уровень древних водоёмов, исследователи не ограничились спутниковыми снимками Марса. Они провели лабораторные эксперименты, в которых воспроизводили образование речных дельт из смеси воды и кварцевого песка. Уровень воды в экспериментальном бассейне постепенно повышали или понижали и наблюдали, какие формы рельефа возникают в каждом случае.
При снижении уровня воды формировались вытянутые дельты, выступающие далеко в сторону отступающего водоёма. Чем быстрее уходила вода, тем сильнее поток концентрировался в одном русле и тем дальше выдвигалась дельта.
Похожие структуры обнаружены в нескольких районах Марса, в том числе в кратере Езеро и около Hypanis Valles. Большинство таких дельт сформировалось примерно 3,8–3,2 млрд лет назад. Их расположение и направление древних русел соответствуют сценарию, при котором реки стекали в сторону северных низменностей Марса.
Часть дельт заканчивается примерно на высоте −2540 метров относительно принятого уровня отсчёта Марса. Отдельные структуры расположены в диапазоне примерно от −2080 до −3120 метров. Эти значения совпадают с диапазоном высот, где ранее предполагалось существование древней береговой линии.
Точная высота берега за миллиарды лет могла измениться из-за деформации коры, эрозии и других геологических процессов. Поэтому исследователи рассматривают высоту дельт не как самостоятельное доказательство существования океана, а вместе с их возрастом, формой и направлением древних рек.
Примерно после 3,2 млрд лет назад крупные дельты этого типа почти перестают встречаться. Авторы работы связывают это с переходом Марса к более холодному и сухому климату, при котором поддержание большого постоянного водоёма стало невозможным.
Однако жидкая вода полностью с поверхности планеты не исчезла. Исследователи обнаружили другой тип дельт — многоуровневые ступенчатые структуры, которые образуются при повышении уровня воды. В лабораторных экспериментах такие дельты возникали, когда растущий водоём заставлял русла неоднократно менять положение и откладывать новые слои осадка поверх старых.
На Марсе найдено около 30 подобных объектов. Их возраст составляет преимущественно от 2,1 млрд до примерно 100 млн лет, а высота сильно различается — примерно от −4670 до +1950 метров. Такой разброс не соответствует единому уровню глобального моря и больше подходит к отдельным озёрам в кратерах и других замкнутых бассейнах.
Эти озёра могли существовать сравнительно недолго. Источником воды могло быть локальное таяние льда после вулканических извержений или падений астероидов, а также выход подземных вод.
Между окончанием предполагаемой океанической стадии около 3,2 млрд лет назад и появлением многочисленных более молодых озёрных дельт около 2,1 млрд лет назад проходит примерно 1,1 млрд лет. Авторы называют этот промежуток продолжительным периодом слабой гидрологической активности. При этом отсутствие найденных дельт такого возраста не означает, что жидкой воды на Марсе тогда вообще не существовало.
Новая работа не доказывает существование древнего марсианского океана окончательно. Гипотеза большого северного океана остаётся предметом исследований, а возраст поверхности Марса определяется в основном по количеству ударных кратеров и имеет свои погрешности.
Тем не менее сочетание нескольких признаков — возраста дельт, их формы, высоты и направления древних рек — позволяет восстановить общую картину. В раннюю эпоху Марс мог иметь связанную систему рек и крупный северный водоём, а после его исчезновения жидкая вода сохранялась преимущественно в отдельных озёрах.
Исследование опубликовано в журнале .