Марсианский океан создали гигантские вулканические извержения

Первый океан Марса возник почти четыре миллиарда лет назад, одновременно с началом роста вулканического нагорья Тарсис, также известного как Провинция Фарсида. Более того, мощные извержения и создали древний водоём. Такой вывод делается в научной статье, опубликованной в журнале Nature Робертом Цитроном (Robert Citron), Майклом Мангой (Michael Manga) и Дугласом Хэмингуэем (Douglas Hemingway) из Калифорнийского университета.

Астрономы накопили много разнообразных фактов, указывающих на былое существование на Марсе океана жидкой воды. Но когда и в каком регионе планеты шумели его волны?

Наиболее привлекательно выглядит низменность, известная как Великая северная равнина. Расположенные там геологические структуры Arabia Terra и Deuteronilus имеют явные признаки древних береговых линий.

Однако до сих пор скептики отметали это предположение, и у них были к тому веские основания. Понятно, что невозможно заполнить до краёв горизонтально стоящий сосуд, у которого один край выше другого: вода просто перельётся через более низкий край. Если речь идёт об океане, требуется учитывать выпуклость поверхности планеты, но всё равно есть жёсткие требования к высоте краёв водоёма. А между тем обе предполагаемые береговые линии отклоняются от "стандарта" на целые километры.

У скептиков был и ещё один аргумент. Если на Марсе было столько живительной влаги, чтобы заполнить эти впадины до их предполагаемых берегов, то куда она впоследствии делась? Размер такого "сосуда" не согласуется с оценками объёмов воды в полярных шапках и грунте планеты, а также с расчётным количеством воды, улетучившейся в космос.

Поскольку самый подходящий для древнего океана регион Марса оказывался, таким образом, вовсе не подходящим, пессимисты утверждали, что и океана никакого не было, а все геологические свидетельства его существования следует интерпретировать как-то иначе.

Оптимисты же искали способ "спасти" древние океаны. 11 лет назад Манга в соавторстве с коллегами выдвинул гипотезу, что всему виной огромный Тарсис. Это вулканическое нагорье протяжённостью более пяти тысяч километров (для сравнения: это расстояние от Москвы до Байкала). Эта махина так велика в масштабах маленького Марса, который легче Земли почти в десять раз, что заметно искажает распределение массы планеты и влияет на её вращение.

Манга предполагал, что образование этого "волдыря" запустило так называемое истинное полярное блуждание (true polar wander). Это смещение оси вращения планеты, вызванное тем, что прежняя ось уже не является оптимальной ввиду нового распределения масс. В результате этого поверхность воды, заключённой в столь странные берега, с точки зрения силы тяжести оказалась ровной (как говорят физики, эквипотенциальной).

Эта гипотеза, однако, была опровергнута. Специалисты показали, что нужное смещение оси было бы возможно, если бы Тарсис располагался в высоких широтах. Однако это вулканическое нагорье образовалось довольно близко к экватору. Таким образом, гипотеза об океане на Великой северной равнине снова повисла на волоске.

В новом исследовании авторы предлагают отказаться от мысли, что океан возник намного позже вулканической катастрофы и заполнил готовую впадину. Напротив, говорят они, наполнение Великой северной равнины произошло одновременно с образованием нагорья.

Согласно расчётам, окончательное формирование Тарсиса и является причиной столь странной конфигурации береговой линии Arabia Terra. Но рождение этой вулканической громады не было мгновенным событием. Изменение облика планеты продолжалось в течение целых геологических эпох. Было время, когда эти "берега" выглядели не так, как сегодня. И тогда в них вполне мог существовать океан.

Учёные рассчитали, что существование океана на месте нынешней Arabia Terra уместилось в первые 20% периода роста вулканического нагорья. Получается, что этот океан плескался в самой седой древности, почти четыре миллиарда лет назад. Что касается Deuteronilus, то здесь океан существовал в последние 17% периода активности вулканов, то есть 3,6 миллиарда лет назад. Вероятно, береговая линия во время существования водоёма была "правильной", но в одной из последних судорог роста Тарсиса была необратимо искажена.

"Другие берега" означают, что марсианские моря содержали вдвое меньше воды, чем предполагалось, исходя из нынешнего рельефа. А это значит, что больше не нужно задаваться вопросом, куда делась "лишняя" вода, потому что никакой лишней воды и не было.

Более того, колоссальные извержения, по сути, и породили океан. Водяной пар – непременный компонент вулканических выбросов. А кроме того, это сильнейший парниковый газ, который мог изменить климат планеты. Наконец, вулканические извержения могли создать каналы, по которым грунтовые воды излились на поверхность Марса.

"Вулканы могли играть важную роль в создании условий для того, чтобы Марс стал влажным", – констатирует Манга.

Модель авторов, по-видимому, отвечает на самые острые вопросы по поводу возможного существования океанов на древнем Марсе. Тем не менее, пока она остаётся гипотезой. Но уже на май текущего года запланирован запуск миссии InSight. Этот космический зонд будет снабжён сейсмографом и другими средствами для изучения геологии планеты. Возможно, новые данные помогут окончательно разобраться, где, когда и почему Марс слышал грохот прибоя.

Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее писали о том, как образование Тарсиса изменило положение полюсов Марса, а также о следах подводных горячих источников на Красной планете.