Марс був планетою річок, стверджують учені

Але досі вчені слабо уявляли, наскільки масштабними й організованими були ці водні системи. Нове дослідження, опубліковане в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), уперше детально картує великі водозбірні басейни стародавнього Марса й оцінює, який обсяг опадів переносили ці річки.

Роботу виконала команда з Техаського університету в Остіні (UT Austin). Дослідження допомагає краще зрозуміти, скільки води було на Марсі в минулому, як вона переміщалася поверхнею, а також пропонує нові методи картування стародавніх річкових систем - не тільки на Марсі, а й на інших планетах.

Як картували стародавні марсіанські річки

Учені проаналізували дані лазерного альтиметра MOLA (Mars Orbiter Laser Altimeter), що працював на борту апарата NASA Mars Global Surveyor з 1997 по 2006 рік, і зображення камери Context Camera (CTX) апарата Mars Reconnaissance Orbiter. CTX відрізняється тим, що забезпечує практично повне покриття поверхні Марса.

Для виділення і розмітки річкових систем використовували професійне картографічне ПЗ ArcGIS Pro, що застосовується і для земних, і для планетних даних. Метою було визначити і нанести на карту великі системи стоку - де вони починаються, як зливаються і куди виводять воду. Враховувалися басейни з площею понад 10⁵ км² - поріг, який автори називають типовим для великих водозборів на Землі.

До підсумкової карти увійшли річкові системи, пов'язані з:

• областями накопичення опадів,

• русловими русловими каньйонами на виході,

• стародавніми озерами,

• мережею долин.

Шістнадцять гігантських басейнів і половина опадів

У результаті команда виділила 16 великих дренажних систем. За оцінками авторів, вони спільно перенесли близько 28 000 км³ опадів - це приблизно 42% від усього обсягу наносів, переміщених стародавніми річками Марса.

Окремо було оцінено, що каньйони на виході з басейнів дали приблизно 24% глобального обсягу річкових опадів.

"Ми давно знаємо, що на Марсі були річки, - каже співавтор роботи, доцент кафедри наук про Землю і планети UT Austin Тімоті Гаудж. - Але досі нам було невідомо, наскільки ці річки були об'єднані у великі водозбірні системи в масштабах усієї планети".

Водна історія Марса

Вважається, що Марс сформувався приблизно 4,5 млрд років тому, одночасно з рештою Сонячної системи. Щодо того, як довго на його поверхні існувала рідка вода, у науковому співтоваристві досі немає єдиної думки: одні дослідники говорять про серію епізодичних "вологих" періодів, інші - про триваліші етапи. Робота 2022 року, наприклад, вказує, що рідка вода могла зберігатися на Марсі ще 2 млрд років тому.

До ознак стародавньої води на Марсі, крім описаних у новій статті систем стоку, озер і долин, відносять:

• дельти,

• потужні руслові канали стоку,

• яри,

• тераси, схожі на берегові лінії.

Мінералогічні "маркерні" ознаки охоплюють глини, сульфатні мінерали, карбонати і гематитові конкреції ("чорниця"), вперше виявлені ровером NASA Opportunity у 2004 році.

Чому вода зникла

Вчені припускають кілька основних причин втрати Марсом поверхневої рідкої води:

• втрата магнітного поля,

• кліматичний колапс,

• поховання води в надрах.

Як і на Землі, магнітне поле Марса колись генерувалося його ядром. Але менші розміри планети призвели до швидшого охолодження ядра і поступового загасання магнітного поля. У результаті поверхня опинилася без захисту від жорсткого сонячного і космічного випромінювання. Атмосфера і вода почали активно витікати в космос.

Частина води, за моделями, могла піти вглиб - ставши ґрунтовою водою, - або закріпитися у вигляді льоду на полюсах. Точні пропорції між водою, що "витекла" і "захованою", поки залишаються предметом досліджень.

Нове дослідження показує, що стародавня водна система Марса була не набором випадкових русел, а великою і організованою мережею водозборів, які переносили величезні обсяги опадів. Це ще один аргумент на користь того, що колись Червона планета була набагато більш вологою - і потенційно більш придатною для життя.