Остання рідка вода Марса текла близько 2 мільярдів років тому

На даний момент є багато доказів того, що Марс мав водянисте минуле, і є більше даних заходить весь час. Але ці докази не обов’язково дають нам повну картину минулого Марса. Була червона планета покриті водянистими океанамиабо була більша частина води в пастці, як лідз непостійним сезонним таненням?

Цього тижня двоє дослідників з Caltech — Еллен Ліск і Бетані Елманн — допомогли скласти більш чітке уявлення про минуле Марса, з’ясувавши ймовірну поведінку останньої рідкої води на Марсі та визначивши, коли вона припинила текти. Їхній секрет полягав у відстеженні відкладень солі на поверхні Марса.

Слідкуйте за сіллю

На поверхні Марса ми виявили багато різних солей, але цікавими тут є хлориди (до яких, ймовірно, відноситься хлорид натрію кухонної солі). Вони є особливо інформативними, оскільки це солі, які найлегше розчиняються у воді. Отже, якщо навколо є вода, ці хлоридні солі будуть розчинені в ній. Будь-які відкладення цих солей, які зараз присутні на поверхні Марса, були поміщені туди, оскільки остання вода в цьому регіоні планети висохла.

На щастя, виявити хлориди з орбіти не дуже складно. Вони мають чіткий спектральний характер, який поділяється лише для кількох інших хімічних речовин (включаючи алмази), які навряд чи можна знайти у значній кількості на поверхні Марса. Отже, озброївшись даними з Mars Reconnaissance Orbiter, дослідники нанесли карту наявності відкладень хлоридів по всій поверхні Марса.

Аналіз цих відкладень дав дослідникам низку даних про воду, яка їх там поклала.

Для початку можна очікувати, що остання рідка вода планети збиралася б на дні басейнів, оскільки вони поступово висихали. Але тут не така закономірність. Натомість багато з них знаходилися у відносно вузьких руслах, а висота відкладень часто була вище, ніж у прилеглих улоговинах. Для Ліаска та Ельмана це свідчило про те, що вода втекла в канали, але висохла, не досягнувши заповнених ними басейнів. Ідея була підкріплена тим, що у вихідних каналах з цих басейнів не було відкладень солей.

Іншим фактором, який визначили дослідники, є те, що ці відкладення були відносно тонкими. Хоча визначити точну глибину з орбіти важко, у кількох випадках команда могла оцінити, де ударні кратери порушили родовище хлоридів. Ці висновки постійно вказували на те, що відкладення солі були неглибокі — глибиною менше трьох метрів. Хоча це все ще являє собою багато циклів води, що надходить і висихає, Марсу явно не потрібна вода для тривалого перебування, яка створює товсті відкладення солі на Землі.

Коли 2 мільярди «недавні»

Нарешті, дослідники поглянули на вік відкладень солі. Як правило, це робиться шляхом перевірки кількості кратерів у родовищі та припущення, що кратери створювалися з регулярною швидкістю протягом останніх кількох мільярдів років. Але більшість відкладень солі залягали у вузьких каналах, тому не так багато великих поверхонь, щоб створити корисну кількість кратерів.

Натомість дослідники здебільшого зосереджувалися на датах відкладень гірських порід, які забезпечують максимальний вік солі, відкладеної на них. В одному випадку команда знайшла родовище солі на вершині скелі віком 3,3 мільярда років, яка була змінена подією, датованою двома мільярдами років тому. В іншому випадку поклади солі були на вершині вулканічних відкладень, датованих 2,3 мільярда років тому.

Це набагато новіше, ніж багато попередніх оцінок, коли Марс став занадто холодним і втратив занадто багато атмосфери, щоб дозволити рідку воду.

Тим не менш, Ліск і Ельман не думають, що ці відкладення представляють собою постійну присутність води. Натомість вони припускають, що вода з’явилася в цих каналах через сезонне танення місцевих льодових відкладень і, можливо, навіть не потрапила в довколишні басейни у ​​значних кількостях. Вони також відзначають, що регіон, де розташована більшість родовищ солі, перетинається з регіоном, де, за прогнозами кліматичних моделей, ми побачимо найбільше опадів, коли на Марсі був кругообіг води, тому є вагомі підстави думати, що в цьому районі повинні бути великі відкладення льоду.

Жоден аналіз не представить повної історії водяного минулого Марса. Але окремі знахідки можуть дати нам уявлення про різні епохи, надавши шматочки головоломки, які ми можемо зрештою зібрати разом, щоб сформувати більшу картину.

AGU Advances2022. DOI: 10.1029/2021AV000534 (Про DOI).