Вода на Марсе периодически появлялась и исчезала на протяжении сотен миллионов лет

Сегодня Марс — пустынный мир, практически беззащитный перед космическими лучами. Атмосфера там хотя и состоит на 95 процентов из углекислого газа, но сильно разрежена, поэтому не способна долго удерживать тепло даже при таком содержании парникового газа. Из-за этого на Красной планете холодно: средняя температура — минус 63 градуса Цельсия (минимумы — до минус 125), правда, летом в дневные часы она может подниматься до плюс 25 или даже плюс 30 в районе экватора.

Марс не всегда был «недружелюбным» местом. Планета обладала плотной атмосферой, а климат там был влажным и теплым, шли дожди, по поверхности текли реки. Исследователи полагают, что своей «райской красоты» Красная планета лишилась примерно три миллиарда лет назад. Тогда там произошло некое событие, из-за которого исчезло магнитное поле, куда-то делась основная часть атмосферы: ее или унес солнечный ветер, или связало грунтом, а вода превратилась в подповерхностный лед. Так сосед Земли стал холодным и сухим миром, который ученые наблюдают сегодня.

Откуда мы знаем, что на Марсе текли реки? По следам воды, которые находят марсоходы и орбитальные станции. Одно из доказательств — сети долин. Они представляют собой разветвленные системы каналов шириной от сотен метров до 20 километров и глубиной до сотен метров. Исследователи считают, что эти сети появились благодаря поверхностным стоковым водам, в результате крупных разливов озер, речной активности. 

По мнению ряда специалистов, такие системы каналов образовались более трех миллиардов лет назад, в конце нойской — начале гесперийской эпохи. Однако общий период времени, который потребовался для формирования этих объектов, точно не известен. Большинство попыток определить это время опирались на коэффициент прерывистости, который можно использовать для исследования «живых» земных рек, но не для «мертвых» марсианских. В предыдущих работах специалисты предположили, что процессы эрозии, причиной которых стали поверхностные водные потоки, происходили в районах, где сейчас находятся каналы, в течение нескольких десятков тысяч лет. 

Точно узнать, как долго формировались марсианские сети долин, попытался американский планетолог Александр Морган (Alexander Morgan) из Планетологического института (США). В своем исследовании, опубликованном в журнале Earth and Planetary Science Letters, ученый рассказал, что эти долины, вероятно, образовывались не быстро, не за десятки тысяч лет, а очень медленно — за сотни миллионов. Причем их формирование сопровождалось длительными засушливыми периодами. То есть реки текли, потом в какой-то момент их русла пересыхали, а затем вновь наполнялись. Сколько именно было таких «циклов», пока загадка. 

В качестве инструмента датировки Морган использовал ударные кратеры, расположенные на восьми участках Марса общей площадью 10 тысяч квадратных километров. Ученый выявил и определил возраст популяций ударных кратеров, которые появились до образования сети долин и после. Это позволило планетологу получить максимальные временные рамки формирования речных каналов.

В работе американский ученый отметил, что «срок жизни» марсианских рек, возможно, был относительно коротким: они текли всего 0,001 процента от времени существования сети долин. Значит, в целом реки на Марсе постоянно пересыхали, однако могли вновь «просыпаться» из-за вулканической активности, таяния снега или изменения наклона оси вращения и орбиты Красной планеты.

Такие климатические колебания происходят и на Земле — их называют циклами Миланковича. Они объясняют происходящие на нашей планете естественные изменения климата и становятся причиной периодических оледенений.

Что касается медленных темпов образования долин, ученый полагает, что причина этому — скопления крупных валунов в руслах рек, которые замедляли эрозию.  

Морган сделал вывод: если марсианские речные долины действительно формировались на протяжении сотен миллионов лет, значит, там дольше существовали благоприятные условия для зарождения жизни. То есть дольше, чем считалось ранее. Вероятность появиться и развиться жизни выше в среде, где достаточно долго существует жидкая вода.