Многие годы ученые строили догадки о водном прошлом Марса. Спутниковые снимки показывали на поверхности планеты русла, долины и дельты, очень похожие на те, что оставляет на Земле текущая вода. Исследователи находили минералы, для образования которых нужна вода, — например, филлосиликаты (глины), сульфаты и карбонаты. Даже выдвигались гипотезы о марсианских гигантских цунами, вызванных падением астероидов в древние моря. Но все эти доказательства оставались косвенными, словно кусочки пазла, из которого не складывалась цельная картина.
Главный вопрос — существовал ли на Марсе океан планетарного масштаба — оставался предметом жарких научных споров. Не хватало явных, неоспоримых свидетельств — его «береговой линии». Именно это и удалось обнаружить международной группе планетологов под руководством Фрица Шлунеггера (Fritz Schlunegger) из Бернского университета в Швейцарии.
Шлунеггер и его коллеги проанализировали данные с нескольких аппаратов, которые работают на орбите Красной планеты. Речь идет об американском зонде Mars Reconnaissance Orbiter и европейских станциях Mars Express и Trace Gas Orbiter. Ключевую роль сыграл научный инструмент CaSSIS на борту ExoMars. Это камера высокого разрешения, способная получать цветные снимки и стереофотографии, что позволяет различать мельчайшие особенности поверхности, которые не видны на черно-белых снимках.
Планетологи сосредоточились на юго-восточной части долины Маринер — каньоне Coprates Chasma. Это система глубинных разломов и ущелий, протяженностью примерно 960 километров. Авторы предыдущих научных работ выяснили, что возраст местных геологических структур каньона достигает примерно 3,3 миллиарда лет, а анализ рельефа и формы отложений показал удивительное сходство с земными ландшафтами.
Совместив новые снимки с данными геоморфологического анализа, исследователи обнаружили множество структур, идентичных тем, что образуются на Земле, в местах впадения рек в океаны или у подножия гор, где формируются альпийские озера. Один из наглядных примеров таких форм на нашей планете — дельта Нила. Если мысленно убрать воду Средиземного моря у устья реки, открывшийся рельеф окажется очень близким к тому, что ученые увидели на Марсе.
Иными словами, планетологи смогли получить наиболее наглядные и убедительные на сегодня геологические свидетельства, которые в совокупности с другими данными формируют очень сильный аргумент в пользу существования океана на Марсе.
Римскими цифрами обозначены осадочные структуры, выявленные на снимках HiRISE. I: дюны; II: трещины III: рябь на дюнах; IV: отложения; V: обнаженные породы / © Fritz Schlunegger
Когда же специалисты совместили полученные снимки с топографическими данными, они смогли увидеть древнюю береговую линию вокруг бывшего океана и оценить его приблизительные размеры. Расчеты показали, что по площади он был сравним с Северным Ледовитым океаном Земли (14,09 миллиона квадратных километров). Это делает его крупнейшим известным океаном в истории Марса.
Ученые пришли к выводу, что примерно три миллиарда лет назад в долине Маринер существовали устойчивые водоемы. Вода там держалась достаточно долго, а не исчезала сразу после редких осадков или таяния льда.
Еще важнее то, что эти озера или моря внутри каньона, вероятно, не были изолированными. Они могли соединяться с огромным океаном, который занимал северные низменности Марса. Фактически речь идет о целой водной системе планетарного масштаба.
Открытие международной команды планетологов имеет далеко идущие последствия. По словам геохимика Эзата Хейдари (Ezat Heydari) из Государственного университета Джексона в США, не участвовавшего в исследовании, океаны на Марсе функционировали бы так же, как и на Земле, играя важную роль в здоровье планеты. Стабильный крупный океан мог создавать более мягкий климат, влиять на атмосферу и, что самое главное, предоставлять потенциальную среду для зарождения и развития жизни.
Научная работа опубликована в журнале Space Exploration.