Сухой лёд марсианских рек

Проанализировав новые, высококачественные фотографии Марса, полученные зондом MRO, ученые пришли к выводу, что практически все овраги и «реки» на поверхности Красной планеты возникли не в результате движения потоков жидкой воды в далеком прошлом, а благодаря относительно недавним эпизодам испарения сухого льда — замороженной углекислоты. Это открытие не ставит под сомнение версию, что на заре существования Солнечной системы Марс был пригоден к жизни.

Но планетологи вынуждены задуматься, насколько широко распространена вода на Красной планете сегодня, сообщаетЛаборатория реактивного движения НАСА в Пасадене.
«Еще пять лет назад я был полностью уверен в том, что многие овраги, балки и «реки» на Марсе являются свидетельством того, что на его поверхности когда-то, в недавнем прошлом, присутствовала жидкая вода. Как только нам удалось стать свидетелями рождения таких каналов и изменений в их устройстве, мы поняли, что все подобные процессы происходят во время холодной марсианской зимы», — рассказывает ведущий автор статьи Колин Дандас из Центра астрогеологии Геологической службы США в городе Флагстафф.
Дандас и его коллеги уже почти четыре года наблюдают за самыми интересными и загадочными формами рельефа на Марсе — небольшими оврагами, которые многие планетологи считают однозначным свидетельством присутствия воды на Красной планеты. Это не знаменитые «каналы», которые астрономам удалось разглядеть с Земли еще в XIX веке — овраги были впервые обнаружены на Марсе относительно недавно, в 2000 году, когда орбитальный зонд Mars Global Surveyor (MGS) передал на Землю первые фотографии поверхности четвертой планеты от Солнца.
На этих снимках астрономы обнаружили удивительную вещь — целую сеть из сотен и тысяч небольших оврагов, «русл» рек и микроканалов, расположенных на склонах кратеров и гор в умеренных и приполярных широтах Марса. После предварительного изучения снимков ученые практически не сомневались в том, что данные формы рельефа возникли в результате движения потоков жидкой воды по поверхности Красной планеты. Судя по цвету и форме этих оврагов, все они сформировались относительно недавно, в последние несколько миллионов лет, что давало веские основания говорить о том, что на современном Марсе могут присутствовать значительные запасы воды.
Интерес к оврагам Красной планеты только возрос после прибытия на орбиту Марса нового «картографа» НАСА — зонда Mars Reconnaissance Orbiter — в 2006 году. Этот аппарат не только обладает более высоким разрешением, чем MGS, но и способен заглядывать в толщу марсианских недр при помощи спектрометров и радаров, умеющих находить воду и другие вещества на глубине в несколько сот метров. В последние годы десятки научных коллективов практически неотрывно следят за средними и приполярными широтами Марса, пытаясь раскрыть природу оврагов и найти свидетельства существования жидкой воды в их окрестностях.

Фотография оврагов на поверхности Марса, сделанная зондом MRO.
Дандас и его коллеги сфокусировали свое внимание на южном полушарии красной планеты, где сосредоточена большая часть самых свежих «рек». Используя снимки, полученные камерой HiRISE на борту MRO с 2006 по 2014 год, планетологи смогли выделить на поверхности Марса 356 точек, в которых присутствовал хотя бы один или несколько оврагов, и проследить за их эволюцией. Выбор столь большого числа целей для наблюдения оправдал себя — астрономам удалось найти 38 «рек», балок и оврагов, форма которых заметно поменялась за это время.
Обнаружив признаки того, что марсианские овраги меняются и сегодня, ученые попытались раскрыть механизмы, дирижирующие этими изменениями. Для этого они сравнили фотографии «рек» в различные времена марсианского года и в различные временные периоды, отмечая все изменения в размерах, форме, окраске горных пород и в других мельчайших деталях устройства оврагов.
Оказалось, что подавляющее большинство оврагов менялись в конкретный промежуток времени — во время самого холодного периода марсианской зимы, когда ночные температуры достигают таких низких значений, что в лед превращается даже углекислый газ. Данный факт ставит под сомнение то, что марсианские овраги могут формироваться под действием жидкой воды, температура замерзания которой заметно выше, чем у СО2. Подобное умозаключение поставило перед группой Дандаса новый вопрос — что двигает процессом формирования оврагов.
Как считают сами ученые, опираясь на данные альтиметра MOLA на борту Mars Global Surveyor и научных приборов MRO, причиной их появления являются залежи замороженной углекислоты в приповерхностных слоях почвы на склонах кратеров и гор. Во время относительно теплых периодов марсианской зимы, когда температура поднимается выше точки таяния сухого льда, эти залежи начинают постепенно испаряться. Поднимающиеся пары углекислоты, как образно выражаются планетологи, будут «смазывать» одиночные гранулы марсианской почвы, в результате чего те будут скатываться с поверхности склона кратера или холма. Это крайне медленный процесс, и типичные марсианские овраги и «реки», как показывают расчеты Дандаса и его коллег, формируются на протяжении нескольких десятков тысяч или миллиона лет.
Данное открытие, как подчеркивают ученые, нисколько не ставит под сомнение существование запасов воды в почве Марса, обнаруженных ранее при помощи приборов MRO, других орбитальных зондов на орбите Красной планеты и инструментов марсохода Curiosity. Тем не менее, сейчас ученым придется свыкнуться с мыслью, что Марс является менее «мокрым», чем мы привыкли считать ранее. У данного открытия, как отмечают сами исследователи, есть и положительная сторона — подобный механизм формирования «сухих рек» может объяснять присутствие загадочных каналов и оврагов на астероиде Веста, которые были обнаружены зондом Dawn на ее поверхности в декабре 2012 года.