Миллиарды лет назад по Марсу текла вода. Большинство учёных сходятся во мнении, что на красной планете были реки. Но впадали ли эти реки в океан? Новое исследование, проведённое в Университете Арканзаса, обнаружило в геологии Марса убедительные доказательства существования океана в северном полушарии планеты.
«Мы не знаем ни одной формы жизни на Земле или где-либо во Вселенной, которая не требовала бы жидкой воды. Поэтому чем больше жидкой воды мы обнаружим на Марсе, тем выше вероятность существования жизни», — сказал Кори Хьюз, аспирант кафедры наук о Земле Университета Арканзаса и ведущий автор исследования.
Чтобы лучше понять геологию древних рек Марса, исследователи сравнили речные породы на Земле с породами на Марсе, включая песчаник, созданный рекой, которая протекала через северо-запад Арканзаса 300 миллионов лет назад.
Хьюз подробно изучал Марс, прежде чем поступить в Университет Арканзаса. Он решил получить докторскую степень в университете, чтобы работать с Джоном Шо, доцентом кафедры наук о Земле и экспертом по дельтам Земли. Изучая больше о нашей планете, Хьюз мог лучше понять Марс.
Результаты исследования опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
Представьте себе реку без построенных человеком дамб, ограничивающих её русло. Река постоянно меняла бы своё направление, словно лента, извивающаяся по ландшафту. Реки переносят отложения, или твёрдый материал, такой как ил, глина и камни. Отложения разрушают один берег, заставляя реку изгибаться в этом направлении, в то время как песок и мелкая грязь откладываются на противоположном берегу.
Регион, который определяет, насколько далеко река смещается из стороны в сторону с течением времени, называется канальным поясом. Река замедляется по мере приближения к океану — массивному, сравнительно спокойному водоёму. По мере уменьшения скорости потока реки она может переносить меньше отложений. Твёрдый материал начинает выпадать из взвеси, образуя дельту реки. И с меньшим количеством отложений, разрушающих берега, движение реки из стороны в сторону уменьшается. Другими словами, канальный пояс сужается по мере приближения реки к океану.
Этот участок, где канальный пояс сужается, а русло реки опускается ниже уровня моря, называется зоной подпора. Зона подпора у реки, впадающей в океан, длинная. В случае с рекой Миссисипи, например, зона подпора начинается возле Батон-Руж, в 230 милях от береговой линии.
Наблюдая за Марсом с орбиты, Хьюз обнаружил геологические доказательства существования древних зон подпора рек. «Это крупномасштабный процесс, поэтому мы можем увидеть его из космоса на Марсе», — сказал Хьюз.
Присутствие дельт с длинными зонами подпора свидетельствует о том, что на Марсе когда-то текли крупные реки и впадали в океан до того, как поверхность планеты пересохла миллиарды лет назад. «Это очень зрелые дельты», — сказал Хьюз. «Это весомый аргумент в пользу существования древнего океана или, по крайней мере, большого моря».
Как учёные могут узнать контуры реки, которая пересохла миллиарды лет назад?
Когда реки текут, гравитация притягивает самые крупные зёрна ко дну русла реки. Если река в конце концов пересохнет, этот крупный осадок окажется погребённым. Со временем, под воздействием тепла и давления, осадок превращается в песчаник.
На Земле сдвиг тектонических плит выталкивает эту породу на поверхность, а затем ветер и дождь разрушают всё, кроме крупного русла канала, оставляя после себя гребень, где раньше был канал. Этот процесс известен как топографическая инверсия. Когда гребень состоит из песчаника, который раньше был на дне реки, он называется перевёрнутым канальным поясом или перевёрнутым гребнем.
На Марсе нет тектонических плит, поэтому его перевёрнутые гребни, вероятно, образовались, когда более мелкие отложения вокруг песчаника разрушились. Эти перевёрнутые гребни и являются доказательством давно исчезнувших рек.
Вскоре после прибытия Хьюза Шо пригласил его посетить песчаник Ведингтон, горную породу, найденную на северо-западе Арканзаса. Они поняли, что каменные утёсы были частью разветвлённой сети перевёрнутых гребней, образованных 300-миллионнолетней рекой, которая когда-то текла из современной Индианы в море, покрывавшее центральный Арканзас.
Учёные знали о процессе топографической инверсии в течение 30–40 лет. Но в северо-западном Арканзасе Хьюз и Шо обнаружили единственный известный пример перевёрнутой дельты реки на планете Земля.
«Я буквально приехал сюда, чтобы изучить это, не зная, что это в моём дворе, — сказал Хьюз. — Нет лучшего слова для описания этого, кроме как удача».
Предоставлено Университетом Арканзаса.