Используя ударные кратеры в качестве временного маркера, ученый из Института планетологии, Александр Морган, определил максимальные сроки формирования марсианских долин, образованных проточной водой.
"На сегодняшний день Марс является обширной пустыней, но на его поверхности сохранились явные свидетельства присутствия проточной воды в прошлом, включая речные долины. Временные рамки формирования этих долин имеют важное значение для понимания возможности жизни на раннем Марсе, так как длительные периоды с наличием стабильной жидкой воды являются более благоприятными для жизни", — отметил Морган, чье исследование было опубликовано в Earth and Planetary Science Letters.
Марсианские долины образовались более 3 миллиардов лет назад и долгое время считались одними из самых убедительных признаков наличия жидкой воды на раннем Марсе. Предыдущие исследования показали, что процесс размыва этих долин занял как минимум десятки тысяч лет, но частота потоков и общая временная эра формирования долин ранее не были определены.
"В данном исследовании я использовал кратеры, появившиеся до и после формирования долин, чтобы установить максимальные временные границы в сотни миллионов лет для этого процесса. Предыдущие исследования фиксировали только минимальные временные рамки, поэтому эти новые результаты предоставляют верхнюю границу для времени активности марсианских долин", — добавил Морган.
Он пояснил, что, основываясь на данных о темпах эрозии на раннем Марсе, более продолжительные временные рамки указывают на то, что условия для образования рек были нестабильными, с долгими периодами засухи, чередующимися с краткими эпизодами речной активности.
Ученые, изучающие историю раннего Марса, долгое время придерживались двух гипотез: либо ранний Марс был "теплым и влажным" с океанами, либо "холодным и ледяным" с массивными ледяными щитами.
"За последнее десятилетие мы поняли, что эти описания слишком упрощены, и нет смысла сводить историю климата на раннем Марсе к двум словам", — сказал Морган.
"Как и на Земле, условия на раннем Марсе были сложными, и возможность появления поверхностных вод вероятно сильно варьировала. Земля в течение своей истории переживала значительные климатические изменения, например, 20 000 лет назад территория, где сейчас Чикаго, находилась под толстым слоем льда — и появление речных систем на раннем Марсе, вероятно, подвергалось колебаниям в течение времени".
Результаты исследования показывают, что реки на Марсе размываются медленно, аналогично частям пустыни Атакама в Чили. Это медленное размывание может быть объяснено скоплением крупных валунов на дне речных систем, которые были не подвластны последующей эрозии.
Другая возможность заключается в том, что реки текли очень редко, возможно, всего 0,001% времени. Это предполагает, что в целом реки на Марсе были сухими, но могли становиться активными при определенных условиях, таких как вулканическая активность или изменения в наклоне оси планеты и ее орбите вокруг Солнца. Эти долгосрочные климатические изменения, аналогичные циклам Миланковича на Земле, могли стимулировать активность рек и привести к ледниковым периодам на Марсе.
"На короткие временные периоды сток рек контролируется атмосферными явлениями или таянием снега в верхней части водосбора. На более длительных временных шкалах изменения климата оказывают влияние на реки Земли", — пояснил Морган.
"Например, 20 000 лет назад на территории современной Невады существовали огромные озера и более крупные реки. Марсианские реки проявляли схожую динамику с краткосрочной вариабельностью из-за штормов или таяния снега и долгосрочной изменчивостью из-за изменений во вращении планеты и ее орбите вокруг Солнца".