Ученые впервые создали карту марсианских речных бассейнов

На основании орбитальных съемок Марса ученые впервые картировали 19 речных водосборных бассейнов, в которых в древности могла процветать органическая жизнь.
Автор Hi-Tech Mail
Реки на Марсе
Сложная сеть долин в районе Идейских болот на Марсе, снятая орбитальным аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter. Фото: NASA/JPL-Caltech/Университет АризоныИсточник: https://phys.org/

Миллиарды лет назад на Марсе шли дожди. Вода скапливалась в долинах и реках, переливалась через края кратеров и стекала в каньоны, возможно, попадая в большой марсианский океан.

На Земле территории вокруг крупных речных систем являются одними из самых экологически разнообразных регионов планеты — достаточно вспомнить бассейн реки Амазонки с его десятками тысяч видов животных и растений. Исследователи считают, что подобные системы на Марсе могли быть потенциальными колыбелями жизни, когда там текла вода.

Древний Марс
Реконструкция Марса с жидкой водой в океанах и водоемах на сушеИсточник: https://commons.wikimedia.org/

Идентификация речных бассейнов

Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences учеными из Техасского университета в Остине — первое, в котором определены крупные речные системы на Красной планете. Авторы выделили 16 крупных речных бассейнов, в которых на соседней планете с наибольшей вероятностью могла существовать жизнь.

«Мы давно знали, что на Марсе были реки, — сказал соавтор исследования Тимоти Гаудж, доцент кафедры наук о Земле и планетах в Школе наук о Земле имени Джексона при Техасском университете. — Но мы действительно не знали, как реки организованы в крупные водосборные системы в глобальном масштабе».

Вода на Марсе
Сети долин, озера и реки, составляющие дренажную систему долины Парана на Марсе. Источник: Абдалла С. Заки и др.Источник: https://phys.org/

Гаудж и научный сотрудник Абдалла Заки объединили ранее опубликованные отдельные наборы данных о долинах, озерах и реках Марса, а затем нанесли на карту потенциальные водосборные системы, чтобы определить их общую площадь.

Они выявили 19 крупных скоплений долин, ручьев, озер, каньонов и соответствующих им  осадочных отложений. Из них 16 гидрологических комплексов соединялись в водосборные бассейны площадью 100 000 квадратных километров и более.

Реки на Земле и Марсе
Схема формирования крупных дренажных систем на Земле (А) и Марсе (Б). (В) Продольный профиль реки Амазонки, иллюстрирующий, как река берет начало с высокого горного хребта и переходит в обширные поймы. (D) Продольный профиль марсианской дренажной системы, показывающий, что она берет свое начало в южном нагорье, где она пересекала кратеры, заполняла их и пробивала отверстия, образуя соединяющие их выходные каньоны. Оба профиля масштабированы с одинаковым увеличением по вертикали. Профили были получены из топографических данных ETOPO и MOLA (материалы и методы).Источник: https://www.pnas.org/

Сравнение речных систем Марса и Земли

На Земле крупные водоразделы площадью не менее 100 000 квадратных километров встречаются гораздо чаще, чем на Марсе, их 91. Площадь бассейна реки Амазонки, крупнейшего на планете, составляет около 6,2 миллиона квадратных километров. Площадь бассейна реки Колорадо в Техасе едва ли можно назвать крупной — она составляет 103 300 квадратных километров.

Там, где расположены эти обширные речные бассейны, кипит жизнь. Как правило, чем полноводнее река, тем больше питательных веществ она переносит. Именно поэтому в крупнейших водосборных бассейнах процветают самые разнообразные экосистемы на планете. Самые обширные из этих бассейнов, такие как бассейн реки Инд или междуречье Тигра и Евфрата, часто называют колыбелью человеческой цивилизации.

На Земле в результате тектонической активности образовались горы, долины и другие формы рельефа, которые определяют направление движения воды и соединяют ее с другими системами. Этот разнообразный рельеф является частью большой дренажной системы. По словам исследователей, из-за дефицита тектонической активности на Марсе меньше крупных дренажных систем.

Распределение осадков
Распределение глобальных объемов эродированных осадков из крупных дренажных систем и связанных с ними закономерностей осаждения. (А) Относительный и абсолютный вклад эродированных осадков из сетей долин (светло-синий) и выходных каньонов (темно-синий) в каждой из 16 крупных дренажных систем. (B) Гистограмма общего объема эрозии для 16 нанесенных на карту крупных дренажных систем. Круговая диаграмма на врезке иллюстрирует их общий вклад в общий объем речных наносов: около 42% эродированных наносов приходится на эти системы и около15% - только на систему Маадим-Валлис. (C) Пространственное распределение нанесенных на карту дренажных систем и их связь с основными особенностями осадконакопления, включая осадочные хребты (речные хребты и интерпретированные эскеры) (17). Круговые диаграммы на вставках показывают предполагаемый вклад отложений в основные осадочные бассейны и веерные системы в ямках Медузы (Aeolis Dorsa), Меридиане/Аравии и Гипанисе (белые сегменты) в сравнении с общими объемами эрозии в глобальной сети долин (серые сегменты).Источник: https://www.pnas.org/

К вопросу обитаемости Марса

Хотя крупные дренажные системы составляют всего 5% от древнего рельефа планеты, исследователи обнаружили, что на них приходится около 42% всего материала, размытого марсианскими реками.

По словам Заки, поскольку осадок содержит питательные вещества, именно в этих местах лучше всего искать признаки прошлой жизни. Однако необходимо провести дополнительные исследования, чтобы точно определить, откуда взялся осадок.

Распределение рек на Земле и Марсе
Глобальное распределение крупных дренажных систем на Земле и Марсе и их характеристики. (А) Распределение отводов для 91 дренажной системы на Земле площадью более 105 км2. (Б) Гистограмма крупных дренажных систем на Земле с круговыми диаграммами, показывающими соотношение общей площади и протяженности крупных дренажных систем (синяя) по сравнению с системами меньшего размера (серая). (В) Распределение 16 нанесенных на карту крупных дренажных систем на Марсе. (D) Гистограмма областей с крупными дренажными системами на Марсе, со вставленными круговыми диаграммами, иллюстрирующими соотношение раннегесперийских и более древних территорий, занятых крупными дренажными системами (синяя), по сравнению с теми, которые отсутствуют (серая), и соотношение общей протяженности сети долин, представленных долинами внутри крупных дренажных систем (синяя), по сравнению с долинами, расположенными в пределах крупных дренажных систем (синяя). за пределами этих систем (серый). Источник: https://www.pnas.org/

В целом Марс покрыт тем, что исследователи называют мозаикой из более мелких дренажных систем. Хотя каждая из них представляет собой потенциально пригодную для жизни среду, по мнению исследователей, 16 крупных водосборных зон могут стать наиболее перспективными для будущих исследований обитаемости Марса.

Недавно ученые выяснили, что жидкая вода на Марсе появляется даже сейчас.