Марс «копирует» Землю? Почему узоры на Марсе так похожи на земные и что скрыто в его прошлом

Мы привыкли думать о Марсе как о бескрайней ржаво-красной пустыне под тонкой завесой атмосферы. Сухой, пыльный, холодный — мир, разительно отличающийся от нашей зеленой и голубой планеты. Но что, если присмотреться повнимательнее к его ландшафтам? Недавнее исследование, опубликованное в журнале Icarus, обнаружило нечто удивительно знакомое в марсианских пейзажах — узоры на поверхности, которые словно скопированы с самых холодных уголков Земли. И это открытие может многое рассказать нам о бурном ледяном прошлом Красной планеты.

Эхо Земли на красной планете?

Представьте себе высокогорную тундру где-нибудь в Арктике или Скалистых горах. Здесь, на склонах, можно увидеть любопытные геологические образования — медленно сползающие «языки» или доли из влажного грунта, называемые солифлюкционными долями. Они образуются из-за многократных циклов замерзания и оттаивания почвы. Лед разрыхляет грунт, а когда он подтаивает (даже частично), насыщенная водой масса начинает очень медленно, буквально по сантиметрам в год, течь вниз под действием силы тяжести.

А теперь перенесемся на миллионы километров — к Марсу. Ученые из Рочестерского университета, вооружившись спутниковыми снимками высокого разрешения, проанализировали девять участков внутри марсианских кратеров. И что же они увидели? Структуры, поразительно напоминающие земные солифлюкционные доли! Те же волнообразные, языкоподобные формы, следующие схожим геометрическим паттернам. Как метко заметила одна из авторов исследования, Рейчел Глейд, это похоже на «краску, медленно стекающую по стене», только в масштабах ландшафта и из гранулированного материала — почвы и камней.

Танец льда и пыли: Марсианский рецепт

Сходство форм наводит на мысль: неужели на Марсе действуют те же процессы, что и на Земле? Похоже, что да, но с важной марсианской спецификой.

На Земле ключевую роль в формировании солифлюкционных долей играет жидкая вода, образующаяся при таянии льда. На современном Марсе с его разреженной атмосферой и низкими температурами жидкая вода на поверхности — явление крайне редкое и кратковременное. Так откуда же взяться «текучему» грунту?

Ученые предполагают, что марсианские циклы «замерзания-оттаивания» работали немного иначе. Вместо таяния льда в воду, ключевую роль, вероятно, играла сублимация — прямой переход льда в газообразное состояние (водяной пар). Даже этот процесс мог приводить к изменениям в структуре грунта, его разрыхлению и подвижности, достаточной для медленного сползания по склонам под действием гравитации. По сути, фундаментальный механизм — циклические фазовые переходы воды (из твердого состояния) — мог быть тем же, что и на Земле, но с поправкой на суровые марсианские условия.

Почему марсианские «языки» длиннее?

При всем сходстве, есть одно заметное отличие: марсианские аналоги солифлюкционных долей в среднем примерно в 2,6 раза выше земных. Случайность? Вовсе нет. Исследователи рассчитали, что именно такая разница в высоте ожидаема, если учесть два фактора: физические свойства марсианского грунта и, что важнее, более слабую гравитацию Марса. Сила тяжести на Красной планете составляет всего около 38% от земной. Это означает, что грунтовые массы могут «нарастать» до большей высоты, прежде чем собственная масса и внутреннее трение приведут к их обрушению или остановке движения. Физика неумолима и работает одинаково здесь и там, просто с разными «входными данными».

О чем «говорят» марсианские узоры?

Это открытие — не просто любопытный геологический казус. Оно имеет далеко идущие последствия для нашего понимания Марса:

1. Климатическая история: Наличие таких структур — еще одно веское свидетельство в пользу того, что в прошлом климат Марса был иным. Он, вероятно, переживал периоды, когда условия на поверхности (возможно, подповерхностные слои) были достаточно влажными (в виде льда) и динамичными для формирования подобных узоров. Это добавляет штрихи к картине Марса, который мог быть не всегда сухим и холодным.
2. Поиски прошлой жизни: Если на Марсе существовали циклы замерзания и «оттаивания» (пусть даже через сублимацию), это указывает на присутствие водяного льда в приповерхностных слоях в прошлом. А где лед — там потенциально могла существовать и вода в переходных состояниях, возможно, создавая кратковременные ниши для микробной жизни. Понимание того, где происходили такие процессы, помогает сузить область поисков следов этой гипотетической жизни. Теперь мы знаем, что склоны кратеров с такими узорами — потенциально интересные места.
3. Фундаментальные процессы: Сравнение похожих геологических процессов на планетах с разной гравитацией, атмосферой и температурными режимами помогает ученым лучше понять фундаментальные законы физики, управляющие поведением сыпучих материалов и формированием ландшафтов во всей Вселенной.

Заглядывая в прошлое и будущее

Конечно, остается много вопросов. Главный из них — когда именно сформировались эти марсианские «языки»? Было ли это миллиарды лет назад, когда климат Марса был совсем другим, или эти процессы могли идти и в более недавние геологические эпохи? Ответ на этот вопрос потребует дальнейших исследований, возможно, с участием будущих марсоходов или даже пилотируемых миссий.

Тем не менее, уже сейчас ясно: Марс, несмотря на все его отличия, хранит в своих ландшафтах следы процессов, удивительно похожих на земные. Изучая эти ледяные «отголоски» прошлого, мы не только лучше понимаем историю нашего соседа по Солнечной системе, но и получаем ключи к разгадке универсальных законов, формирующих миры — включая наш собственный. Каждая такая находка — еще один шаг к пониманию того, насколько уникальна или, наоборот, типична наша Земля во Вселенной.