Для исследования, опубликованного в журнале Icarus, исследователи рассмотрели сотни оврагов, обнаруженных на стенах ударных кратеров в средних широтах Марса. Они пришли к выводу, что многие из этих оврагов образовались талой водой из ледяных отложений, которые, как известно, покрывали средние широты Марса в течение последних 2 миллионов лет.
Исследование также обнаружило свидетельства множественных образований оврагов, предполагающих, что эти ледяные отложения увеличивались и уменьшались несколько раз за последние несколько миллионов лет — относительно недавно за 4,5 миллиарда лет истории Марса.«Эти недавние климатические циклы были предсказаны компьютерными моделями, но до сих пор не были задокументированы с помощью широко распространенных геологических данных», — сказал Джей Диксон, исследователь из Брауна и ведущий автор исследования. «Это исследование показывает, что овраги были эпизодическими по всему южному полушарию, и такое распределение необходимо для того, чтобы это стало сигналом глобального изменения климата».Шатающаяся осьВ настоящее время большая часть водяного льда на Марсе сосредоточена на его полюсах, но есть множество свидетельств того, что так было не всегда.
В 2003 году исследование, проведенное геологами из Брауна Джеймсом Хедом и Джеком Мастардом, показало, что средние широты Марса в той или иной степени покрыты слоями богатой льдом почвы и пыли. Формы рельефа в месторождениях и вокруг них, называемые «зависящей от широты мантией», очень похожи на ледниковые ландшафты, обнаруженные здесь, на Земле. Отложения предполагают наличие тонких ледниковых отложений льда где-то между 400000 и 2 миллионами лет назад.
Исследователи пришли к выводу, что этот недавний марсианский ледниковый период, вероятно, был связан с неустойчивым вращением планеты вокруг своей оси. В настоящее время угол наклона оси Марса — его наклон — около 25 градусов, что довольно близко к оси Земли. Но поскольку у Марса нет большой луны для стабилизации вращения, его недавний наклон колеблется от 15 до 35 градусов. (Наклон Земли, напротив, колеблется всего 2,4 градуса).
Компьютерные модели предсказывают, что, когда угол наклона Марса превышает 30 градусов, увеличение солнечного света на полюсах заставляет воду из ледяных шапок выходить в атмосферу. Эта вода переносится и откладывается ближе к экватору в виде ледникового снега и льда.
Известно, что Марс несколько раз пересекал 30-градусный порог наклона за последние 20 миллионов лет. Так что, если наклонность приводит к ледниковым периодам, должно быть доказательство наличия нескольких ледниковых периодов в средних широтах Марса, и именно это и искали исследователи в этом последнем исследовании.Овраги старые и новые
Исследователи изучили подробные изображения 479 оврагов в средних широтах южного полушария Марса, полученные в рамках научного эксперимента НАСА по визуализации изображений высокого разрешения (HiRISE). Системы оврагов, которые образуются на крутых стенах кратера, состоят из ниши наверху, из которой выкапывается осадок, канала, по которому переносится материал, и дельтовидного вентилятора внизу, где осаждается материал.
Обследование показало, что системы оврагов находятся в различной степени эрозии и деградации. В некоторых местах старые вентиляторы оврагов, разрушенные за многие годы стихией, были пересечены новыми системами вентиляции оврагов.
Это предполагает, по крайней мере, два события прорезания оврагов. В других примерах были отчетливо видны веера оврагов, но альковы и каналы, которые их снабжали, исчезли, покрытые новым слоем богатой льдом почвы. Это тоже предполагает наличие нескольких периодов ледникового отложения.«Мы представляем убедительные доказательства, по крайней мере, двух периодов внедрения зависящей от широты мантии», — сказал Хед, автор новой статьи. «Это соответствует идее о циклических ледниковых периодах на Марсе, связанных с его наклоном».
Работа также поддерживает идею о том, что многие овраги были вырезаны потоками жидкой воды. В последние годы исследователи показали, что некоторые из этих систем оврагов все еще активны, когда поток жидкой воды маловероятен. Сегодняшняя деятельность, вероятно, вызвана инеем CO2, который испаряется из почвы, вызывая скатывание камней и щебня со склонов. Но это последнее исследование показывает, что овраги были активны, когда наклон был выше, а наледи с CO2 были редкими.
А ассоциация оврагов с богатыми льдом отложениями убедительно свидетельствует о том, что вода вырезала эти более старые овраги.«Мы видим похожие особенности в Антарктиде», — сказал Хед. «Несмотря на холодную температуру воздуха, солнце способно нагреть лед ровно настолько, чтобы произошло таяние и возникла активность оврагов».
Это и другие исследования, указывающие на относительно недавние ледниковые периоды на Марсе, предполагают, что средние широты Марса могут быть местом для поиска признаков прошлой жизни, сказал Хед.«Я думаю, что у людей есть представление о Марсе как о бездействующем месте, о том, что он является таким, каким был на протяжении миллиардов лет», — сказал он. «Но кажется вероятным, что климатические циклы и глобальное изменение климата все еще происходят».