Длительные штормы по всей планете заполнили озера и реки на древнем Марсе

Исследование, опубликованное в журнале Geology, представляет собой первый случай, когда исследователи количественно оценили количество осадков, которые должны были присутствовать на всей планете, и выходит, что марсоход Perseverance миссии Mars 2020 направляется на Красную планету, чтобы приземлиться на дно одного из озёр, имеют решающее значение для этого нового исследования.

Древний климат Марса - загадка для ученых. Для геологов существование русел рек и палеозер (вековых озерных бассейнов) рисует картину планеты со значительными осадками или снеготаянием. Но ученые, специализирующиеся на компьютерных моделях климата планеты, не смогли воспроизвести древний климат с большим количеством жидкой воды, присутствующей достаточно долго, чтобы учесть наблюдаемую геологию.

«Это чрезвычайно важно, потому что 3,5–4 миллиарда лет назад Марс был покрыт водой. Было много дождя или таяния снега, чтобы заполнить эти каналы и озера», - сказала ведущий автор Гайя Стаки де Куэй, научный сотрудник Школы геолого-геофизических исследований Джексона. «Теперь Марс полностью высох. Мы пытаемся понять, сколько там было воды и куда она вся ушла».

Хотя ученые обнаружили на Марсе большое количество замороженной воды, в настоящее время не существует значительного количества жидкой воды.

В ходе изучения данных исследователи обнаружили, что осадки должны были составлять от от 4 до 159 метров за один эпизод, чтобы заполнить озера и, в некоторых случаях, обеспечить достаточное количество воды для перелива и прорыва озерных бассейнов. По словам Стаки де Куэй, хотя диапазон велик, его можно использовать, чтобы понять, какие климатические модели точны.

«Это огромный когнитивный диссонанс», - сказала она. «Климатические модели того времени не могут рассчитать такое количество жидкой воды. Похоже на то, что жидкая вода невозможна, но она была. Это пробел в знаниях, который наша работа пытается восполнить».

Ученые изучили 96 озер открытых и закрытых бассейнов и их водоразделы, которые, как считается, образовались между 3,5 и 4 миллиардами лет назад. Открытые озера - это те, которые прорвались из-за разливов воды; закрытые, напротив, целы. Используя спутниковые снимки и топографию, они измерили площади озер и водосборов, а также объемы озер и учли потенциальное испарение, чтобы выяснить, сколько воды необходимо для заполнения озер.

Посмотрев на древние закрытые и открытые озера и долины рек, которые питали их, команда смогла определить минимальное и максимальное количество осадков. Закрытые озера дают представление о максимальном количестве воды, которое могло выпасть за один раз, не нарушая боковую часть бассейна озера. Открытые озера показывают минимальное количество воды, необходимое для того, чтобы покрыть бассейн озера, в результате чего вода разливается наружу.

В 13 случаях исследователи обнаружили спаренные бассейны, состоящие из одного закрытого и одного открытого бассейнов, которые питались одними и теми же речными долинами, что предоставило ключевые доказательства как максимальных, так и минимальных осадков в одном событии.

Еще одна большая неизвестность - это то, как долго должен длиться дождь или таять снег: дни, годы или тысячи лет. По словам Стаки де Куэй, это следующий этап исследования.

Недавно НАСА запустило марсоход Perseverance, чтобы посетить кратер Джезеро, который содержит одно из открытых озер, использованных в исследовании. Соавтор Тим Гоудж, доцент кафедры геологических наук школы UT Джексон, был ведущим научным защитником места посадки. Он сказал, что данные, собранные кратером, могут иметь важное значение для определения того, сколько воды было на Марсе и есть ли признаки прошлой жизни.

«В исследовании Gaia используются ранее идентифицированные закрытые и открытые бассейны озер, но применяется новый умный подход, чтобы ограничить количество осадков, выпавших на эти озера», - сказал Гоудж. «Эти результаты не только помогают нам уточнить наши представления о древнем климате Марса, но и станут отличным источником для представления результатов марсохода Perseverance в более глобальном контексте».