Ученые выяснили, за счет чего жидкая вода промыла овраги на Марсе всего 630 тысяч лет назад

Множество крутых склонов Марса — в том числе в районе астероидных кратеров и отдельных гор — демонстрируют что-то вроде оврагов, некогда созданных потоками текущей вниз воды. Однако сейчас среднегодовая температура там минус 63 градуса Цельсия — на 78 градусов ниже земной и на 15-20 градусов ниже, чем на российской станции «Восток» в Антарктиде.

Между тем на этой станции никогда не бывало теплее минус 13, и, соответственно, речь о жидкой воде не идет. Кроме того, на современной Красной планете крайне низкое атмосферное давление — на Земле такое считается техническим вакуумом. Соответственно, вода кипит сразу после таяния льда, что делает существование жидкой фазы у поверхности довольно непростым. Как будто этого было мало, следы оврагов наблюдались на склонах до 4,5 километра высотой — то есть в местах, где давление и температура низки даже по марсианским меркам. Это делало присутствие оврагов на Марсе слабо объяснимым.

Часть ученых пробовали объяснить наличие явных следов потоков жидкости предположением, что это следы таяния углекислотного льда — даже несмотря на то, что в марсианских и земных условиях он изо льда сразу переходит в газ. Вдобавок места, где находятся овраги, зачастую чересчур теплые (по марсианским меркам), чтобы там могли существовать серьезные массивы сухого льда.

Американские исследователи предложили новое решение этой проблемы в работе, опубликованной в журнале Science. Они смоделировали климат Марса при изменении наклона оси вращения этой планеты. Сегодня он равен примерно 25 градусам, что довольно близко к земному. Однако у Красной планеты нет достаточно массивного спутника, который мог бы стабилизировать наклон оси ее вращения, поэтому гипотеза о том, что она меняется со временем, выглядит логичной.

Получилось, что условия, необходимые для образования потоков жидкой воды изо льда, практически недостижимы при современном уровне наклона оси вращения. Благо для этого необходимо атмосферное давление не ниже 612 паскалей (около 0,6% земного) при температуре не ниже нуля. На современном Марсе такое достижимо близ экватора, но на горах и в кратерах экваториальной зоны вряд ли есть заметное количество льда на поверхности — по крайней мере, пока он там не обнаружен. Когда моделирование увеличило угол наклона оси вращения Марса с 25 до 30 градусов, ситуация осталась прежней.

Зато когда авторы увеличили моделируемый наклон оси вращения до 35 градусов, у них получилось, что более чем 612 паскалей и выше нуля градусов регулярно возникали марсианским летом даже на очень высоких широтах. Это происходило потому, что на таком большом наклоне оси вращения высокие широты по полгода проводили под почти прямыми солнечными лучами. В итоге они получали намного больше энергии, чем сегодня, отчего лето там становилось намного теплее.

Из новой работы следует ряд весьма важных теоретических и практических выводов. Первые очевидны: наклон оси вращения Марса серьезно меняется со временем, существенно изменяя и климат, и плотность атмосферы этой планеты. Датировки оврагов указывают на их активное образование в последние миллионы лет. Самый недавний такой эпизод случился всего 630 тысяч лет назад, подчеркнули авторы работы. Серьезные летние потепления в марсианских условиях ведут к испарению большого количества сухого льда с полюсов, что повышает количество газообразного углекислого газа в атмосфере.

Практический вывод из нового исследования таков: овраги, промытые некогда водой, могут содержать значительное количество водного и даже сухого льда и в наши дни. Ведь если их оставила именно жидкая вода, а не углекислый газ (новая работа показала, что это вполне разумное предположение), то существенные ее количества должны были сохраниться в почве под такими оврагами. Когда наклон оси вращения Марса уменьшился, такая вода должна была замерзнуть. То есть при выборе мест для будущих баз районы марсианских оврагов начинают выглядеть весьма привлекательно.