На Марсе уже 50 лет ползёт огромная «тень», и учёные до сих пор не знают, почему

Фото из открытых источников

Заметные геологические изменения на поверхности Марса обычно измеряются в масштабах миллионов лет, что обусловлено медленной ветровой эрозией в чрезвычайно разреженной атмосфере и отсутствием активной системы тектоники плит, подобной земной.

Однако новое сравнение изображений, полученных зондом Mars Express Европейского космического агентства (ESA), с архивами исторических зондов Viking НАСА выявило удивительно быструю трансформацию в районе Утопия Планития, где темный пепельный покров вулканического происхождения заметно продвинулся по поверхности всего за несколько десятилетий — интервал, который с точки зрения планетарной геологии практически мгновенный и бросает вызов традиционному представлению о Марсе как о статичном и инертном планете в краткосрочной перспективе.

Изображение высокого разрешения, полученное с помощью стереокамеры высокого разрешения (HRSC) на борту орбитального аппарата Mars Express, показывает ландшафт, резко разделённый на две отчётливо окрашенные половины: значительную часть территории покрывает слой черноватого пепла с, по-видимому, однородной текстурой, резко контрастирующей со светло-коричневыми песками и фрагментированными породами — типичной окисленной охрой, характерной для большей части марсианской поверхности, — которая доминирует в другой половине фотографии.

Эта четкая граница между светлым материалом и темным скоплением отмечает наступающий фронт слоя вулканических выбросов, который, согласно визуальным данным, полученным орбитальными аппаратами НАСА «Викинг» в 1976 году, занимал тогда значительно меньшую площадь, чем показывают современные наблюдения HRSC.

Прямое сравнение снимков, полученных аппаратами Viking и Mars Express и опубликованных ЕКА, ясно показывает увеличение площади темных отложений, что не оставляет сомнений в недавней мобилизации этого материала по равнине Утопия.

Природа этого темного компонента радикально отличается от природы красноватой пыли , пронизывающей атмосферу и реголит планеты. В то время как вездесущий охристый цвет на Марсе обусловлен окислением железосодержащих минералов, присутствующих в пыли и породах, измельченных ударами метеоритов и ветром, эта черноватая мантия состоит из богатых железом и магнием минералов, классифицируемых как мафические, а именно оливина и пироксена, которые кристаллизуются при чрезвычайно высоких температурах в ядре магматических и эффузивных вулканических процессов.

Марс, как свидетельствует колоссальный Олимп Монс — крупнейший вулкан во всей Солнечной системе, высота которого значительно превышает высоту земной горы Мауна-Кеа, если измерять от ее океанического основания, — может похвастаться обширной и интенсивной вулканической историей, в результате которой его кора была покрыта этими темными материалами.

Ученые миссии Mars Express рассматривают две основные гипотезы для объяснения видимого роста пеплового покрова за сорок шесть земных лет между снимками, полученными аппаратом Viking, и современными изображениями: первая возможность предполагает, что сильные приземные ветры и сезонные пыльные бури физически переносили частицы пепла из близлежащих отложений, невидимых на снимке 1976 года, перераспределяя их по светлой равнине; вторая, столь же правдоподобная, гипотеза предполагает, что темный пепел уже присутствовал под тонким слоем светлой охристой пыли в 1976 году, и что наблюдаемое изменение обусловлено удалением этого пылевого покрова ветром, обнажающим нижележащий вулканический субстрат, который теперь доминирует в визуальной картине.

В пределах этого темного слоя вулканического пепла выделяется ударный кратер диаметром приблизительно пятнадцать километров, морфология которого представляет большой геологический интерес. Вокруг основной полости отчетливо видно концентрическое кольцо выброшенного материала, обладающее отражательной способностью и яркостью выше, чем у непосредственно окружающего ландшафта; эта структура официально называется выбросным покрывалом и состоит из фрагментов горных пород и осадочных пород, которые были выброшены и с силой отброшены в момент метеоритного удара, образовавшего кратер, оседав в радиусе, который служит стратиграфическим маркером катастрофического события.

Внутренняя часть кратера не представляет собой гладкую впадину; в ней находится ряд извилистых и нерегулярных линий, которые специалисты интерпретируют как следы течения или ползучести ледяного материала. Эти линии показывают медленное, но устойчивое движение подповерхностного льда, который под воздействием тепловых колебаний марсианской подповерхности движется и деформируется пластически, заполняя неровности дна ударного бассейна.

Этот уголок Марса принадлежит одной из самых обширных и древних геологических провинций планеты: Утопия Планития, колоссальному ударному бассейну с приблизительным диаметром 3300 километров — почти вдвое больше, чем протяженность Сахары с севера на юг Земли. Наиболее обоснованные теории палеоклиматической истории Марса утверждают, что в Утопии Планитии когда-то существовал значительный объем жидкой воды, возможно, огромное озеро или даже часть первобытного северного океана, который с тех пор исчез.

Сегодня котловина заполнена каменистыми отложениями и наносным ветром песком, но под её поверхностью находится огромное количество воды в твердом состоянии, что делает её одним из крупнейших подземных ледяных резервуаров, обнаруженных за пределами полярных шапок. Многочисленные формы рельефа, разбросанные по равнине, свидетельствуют о древнем присутствии и течении жидкой воды в прошлом.