Следы древних речных систем на Марсе открывают по-новому захватывающую картину прошлого планеты. Новое исследование показывает, что миллиарды лет назад Марс мог иметь разветвлённые водные сети, сопоставимые по масштабу с крупнейшими водоразделами Земли. Эти структуры указывают на длительное присутствие жидкой воды и создают предпосылки для поиска древней жизни. Об этом сообщает Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Современный Марс — планета ветров, холода и камня, но миллиарды лет назад ландшафт формировался потоками воды, которая заполняла кратеры, размывала долины и стекала в низины. В некоторых моделях предполагается существование океана, куда могли впадать эти реки. На Земле реки всегда были центрами биологического разнообразия: бассейн Амазонки содержит десятки тысяч задокументированных видов. Если марсианские речные сети были аналогичны земным, они могли создавать благоприятную среду для появления жизни.
Недавняя работа исследователей из Техасского университета в Остине впервые дала чёткую картину расположения крупных речных бассейнов. Команда нанесла на карту 16 регионов, которые по размерам и структуре сопоставимы с земными водоразделами. Каждый из них мог быть частью обширной гидросистемы, функционировавшей в древнем климате.
"Мы давно знали, что на Марсе есть реки, но не понимали, насколько они организованы в крупные дренажные системы", — сказал доцент кафедры наук о Земле и планетах Тимоти А. Гадж.
Исследователи объединили результаты нескольких наборов данных — от карт глубин долин до сведений о древних озёрах — и создали глобальный обзор марсианских речных сетей. Такое объединение позволило впервые рассчитать протяжённость древних потоков и реконструировать систему водоразделов.
Анализ включал 19 крупных комплексов долин, каньонов и озёрных систем. Среди них 16 соответствуют площадям более 100 000 квадратных километров — минимальному размеру крупных бассейнов на Земле. Для сравнения: бассейн реки Колорадо в Техасе имеет площадь около 103 300 квадратных километров. На Земле такие структуры формируются благодаря тектонике, создающей горы и впадины, направляющие потоки.
На Марсе тектоника отсутствует, и именно поэтому крупные речные системы встречаются реже. Несмотря на это, исследователи обнаружили, что эти большие бассейны ответственны за около 42 % всего материала, размытого древними марсианскими реками. Это подчёркивает их ключевую роль в истории планеты.
"Мы просто нанесли их на карту и соединили между собой", — сказал научный сотрудник Абдалла С. Заки.
Осадочные породы, накопленные в этих бассейнах, содержат питательные вещества, которые могли поддерживать микроорганизмы. Именно такие породы лучше всего изучать в поисках биосигнатур. Однако путь этих отложений пока неясен: их могли переносить реки, могли влиять удары метеоритов, или же происходил длительный процесс выветривания.
Понимание древних климатических условий Марса также перекликается с современными исследованиями Земли. Например, анализ того, как быстрое потепление Арктики влияет на сезонные процессы, помогает лучше интерпретировать смену условий на Марсе, где климат также мог изменяться скачкообразно.
С увеличением расстояния, которое проходит вода, повышается интенсивность её взаимодействия с породами. Это создаёт условия для химических реакций, в том числе тех, что могут формировать потенциальные признаки жизни.
"Чем больше расстояние, тем сильнее вода взаимодействует с камнями, и выше вероятность химических реакций, приводящих к признакам жизни", — сказал Заки.
Хотя вся поверхность Марса покрыта мозаикой из малых дренажных систем, именно 16 крупных бассейнов становятся наиболее перспективными для будущих миссий. Они соединяют множество русел, каньонов и озёр, образуя участки, где жидкая вода могла сохраняться дольше всего.
"Это важный вопрос для будущих миссий, которые будут искать следы жизни", — сказал Гадж.
Этот вывод подчёркивается и в академической среде.
"Команда Гаджа продолжает вносить революционный вклад в исследование поверхности Марса", — сказал заведующий кафедрой наук о Земле Дэнни Стокли.
Исследователи предполагают, что такие бассейны могли быть аналогами земных областей, где зарождались развитые биосистемы. Тектоника на Земле сыграла ключевую роль в формировании крупных водосборов, что видно в примере Амазонки или Инда. На Марсе же структура бассейнов была обусловлена в основном эрозией и особенностями рельефа, что делает их изучение особенно интересным. Подобное поведение ландшафтов можно сравнить с тем, как на Земле изменения климата влияют на геологические процессы, например на распределение осадков, описанное в исследованиях о том, как таяние антарктических ледников обнажает породы, богатые минералами.
1. Почему крупные бассейны важны для поиска жизни?
Потому что они сохраняют осадки, богатые питательными веществами, и могли долго удерживать воду.
2. Сколько крупных водосборов обнаружено?
Исследователи определили 16 систем площадью более 100 000 км².
3. Почему их меньше, чем на Земле?
Из-за отсутствия тектоники Марс имеет более статичный рельеф и меньше крупных дренажных зон.