Кольорове топографічне зображення річкових долин на Марсі. Вихідний каньйон Долина Луари (біла лінія) утворився внаслідок розливу озера в басейні Парана (обведено білим). Чорні лінії позначають інші річкові долини, утворені процесами, відмінними від розливів озер. На тлі зображено кольорову топографію, отриману за допомогою лазерного альтиметра Mars Orbiter, поверх мозаїки зображення системи тепловипромінювання. Розмір зображення приблизно 650 кілометрів. Авторство: NASA/GSFC/JPL ASU
На Землі річкова ерозія зазвичай є повільним процесом. Але на березняЗгідно з новим дослідженням, проведеним дослідниками з Техаського університету в Остіні, масштабні повені з переповнених кратерних озер відіграли величезну роль у формуванні поверхні Марса, вирізаючи глибокі прірви та переміщуючи величезну кількість осаду.
Дослідження, опубліковане сьогодні (29 вересня 2021 р.) в природа, виявив, що повені, які, ймовірно, тривали лічені тижні, розмили більш ніж достатньо осаду, щоб повністю заповнити озера Верхнє та Онтаріо.
«Якщо ми подумаємо про те, як осад переміщувався по ландшафту на стародавньому Марсі, повені через озера були справді важливим процесом у всьому світі», — сказав провідний автор Тім Гоудж, доцент Школи геологічних наук Джексона UT. «І це трохи дивовижний результат, тому що вони так довго вважалися одноразовими аномаліями».
Залишки колишнього кратерного озера на Марсі, оточеного іншими меншими кратерами. Великий вихідний каньйон у верхньому лівому куті утворився під час прориву кратера. Авторство зображення: Goudge та ін.
Кратерні озера були поширеними на Марсі мільярди років тому, коли на поверхні Червоної планети була рідка вода. Деякі кратери можуть вмістити води в невелике море. Але коли води ставало занадто багато, щоб утримувати її, вона пробивала край кратера, викликаючи катастрофічні повені, які вирізали річкові долини. А 2019 дослідження на чолі з Гоуджем визначили, що ці події відбулися швидко.
Зображення дистанційного зондування, зроблені супутниками, що обертаються навколо Марса, дозволили вченим вивчити залишки порушених марсіанських кратерних озер. Однак кратерні озера та їхні річкові долини в основному вивчалися індивідуально, сказав Гоудж. Це перше дослідження, яке досліджує, як 262 пробиті озера на Червоній планеті сформували поверхню Марса в цілому.
Дослідження передбачало перегляд попередньо існуючого каталогу річкових долин на Марсі та класифікацію долин на дві категорії: долини, які почалися на краю кратера, що вказує на те, що вони утворилися під час повені, що прорвалася в озері, і долини, які утворилися в інших місцях ландшафту, які припускає більш поступове формування з часом.
Глобальна карта Марса з долинами річок навколо Червоної планети. Річкові долини, утворені проломами кратерних озер, виділені білим кольором. Долини річок, які поступово формувалися з часом, виділені чорним кольором. Авторство: Goudge та ін.
Звідти вчені порівняли глибину, довжину та об’єм різних типів долин і виявили, що річкові долини, утворені проломами кратерних озер, значно перевищують свою вагу, розмиваючи майже чверть об’єму річкових долин Червоної планети, хоча вони становлять лише 3% від загальної довжини долини.
«Ця розбіжність пояснюється тим фактом, що вихідні каньйони значно глибші, ніж інші долини», — сказав співавтор дослідження Олександр Морган, науковий співробітник Інституту планетарних наук.
На висоті 559 футів (170.5 метрів) середня глибина річкової долини, що проривається, більш ніж удвічі перевищує глибину інших річкових долин, які створювалися поступово з часом і мають середню глибину приблизно 254 фути (77.5 метрів).
Крім того, незважаючи на те, що прірви з’явилися в геологічний момент, вони могли мати тривалий вплив на навколишній ландшафт. Дослідження припускає, що проломи пронизали каньйони настільки глибоко, що, можливо, вплинули на формування інших прилеглих річкових долин. Автори кажуть, що це потенційне альтернативне пояснення унікального рельєфу марсіанської річкової долини, який зазвичай приписують клімату.
Дослідження демонструє, що річкові долини, що пронизують озера, відіграли важливу роль у формуванні поверхні Марса, але Гаудж сказав, що це також урок очікувань. Геологія Землі знищила більшість кратерів і робить річкову ерозію в більшості випадків повільним і постійним процесом. Але це не означає, що так буде працювати в інших світах.
«Коли ви заповнюєте [кратери] водою, там вивільняється багато накопиченої енергії», — сказав Гоудж. «Це логічно, що в цьому випадку Марс може схилитися до того, що його сформує катастрофа більше, ніж Земля».
Довідка: «Важливість повеней прориву озера для врізання долин на ранньому Марсі» Тімоті А. Гоудж, Олександр М. Морган, Гайя Стакі де Куей і Калеб І. Фассетт, 29 вересня 2021 р., природа.
DOI: 10.1038/s41586-021-03860-1
Іншими співавторами дослідження є постдокторант Школи Джексона Гайя Стакі де Куей і Калеб Фассетт, планетолог з НАСА Центр космічних польотів імені Маршалла.
NASA фінансувало дослідження.
