Сегодня Марс выглядит как мир, в котором вода кажется почти невозможной. Холод, разреженная атмосфера, пыльные равнины и огромные перепады температуры. Давление у поверхности настолько низкое, что жидкая вода там не может долго оставаться стабильной. Она быстро замерзнет, испарится или перейдет непосредственно изо льда в пар.

Но снимки, сделанные орбитальными аппаратами, показывают совсем другую историю. На Марсе видныизвилистые долины, разветвленные каналы, древние озерные котловины и речные дельты.

Их форма настолько похожа на земные речные системы, что вывод кажется почти неизбежным:

Миллиарды лет назад по поверхности Марса действительно текла вода.

Возникает закономерный вопрос. Почему вода исчезла, а оставленные ею русла до сих пор можно рассмотреть из космоса?

2. Марс когда-то выглядел иначе

Большинство крупных сетей марсианских долин сформировалось более 3,5 миллиарда лет назад. Особенно много таких следов находится на древних возвышенностях южного полушария.

Некоторые долины напоминают обычные земные реки. Маленькие притоки постепенно соединяются, образуя более широкие каналы. Те, в свою очередь, ведут к низинам и ударным кратерам, где в прошлом могли существовать озера.

Одним из наиболее известных примеров стал кратер Езеро. Именно там сейчас работает марсоход Perseverance. Внутри кратера сохранилась веерообразная структура, похожая на речную дельту.

Такие дельты возникают, когда река впадает в озеро и замедляется. Песок, ил и более мелкие частицы постепенно оседают на дне. Слой за слоем формируется характерное отложение.

То есть перед нами не просто случайная трещина в грунте.Это след движения воды, которая переносила породы и оставляла осадки.

Есть и другие доказательства. Марсоход Curiosity обнаружил в кратере Гейл округлую гальку, которая, вероятно, долго перекатывалась водным потоком. На Земле похожую форму камни получают в ручьях и реках, сталкиваясь друг с другом и постепенно стачивая острые края.

3. Почему вода исчезла?

Одного события, которое мгновенно высушило Марс, скорее всего, не было. Планета менялась постепенно.

В далеком прошлом марсианская атмосфера была значительно плотнее современной. Более высокое давление позволяло жидкой воде находиться на поверхности. Парниковые газы помогали удерживать часть тепла.

Но Марс намного меньше Земли. Его масса составляет примерно одну десятую массы нашей планеты. Небольшой мир быстрее терял внутреннее тепло.

Со временем процессы в марсианских недрах ослабли, а глобальное магнитное поле практически исчезло.

На Земле магнитное поле отклоняет значительную часть заряженных частиц, летящих от Солнца. У Марса такой надежной защиты сейчас нет. Солнечный ветер взаимодействует с верхними слоями атмосферы и постепенно уносит часть газа в космос.

Этот процесс не уничтожил атмосферу за один день. Он продолжался огромный промежуток времени.

Атмосфера становилась тоньше, давление снижалось, поверхность остывала.В какой-то момент жидкая вода уже не могла стабильно существовать в реках и озерах.

Часть молекул воды под действием солнечного излучения распадалась на водород и кислород. Легкий водород постепенно уходил в космос. Кислород частично вступал в реакции с породами.

Именно соединения железа с кислородом во многом придают марсианской поверхности ее характерный красноватый цвет.

4. Вода исчезла не полностью

Когда говорят, что Марс потерял воду, это не значит, что она исчезла с планеты без остатка.

Значительное количество воды сохранилось в виде льда. Он находится в полярных шапках, под поверхностью и в грунте средних и высоких широт.

Часть воды связана внутри минералов. Некоторые породы содержат молекулы воды или гидроксильные группы в своей структуре.

Поэтому точнее сказать, чтоМарс потерял большую часть условий для существования открытых рек и озер. Вода перешла в другие формы, оказалась заперта под поверхностью или покинула планету.

Иногда на Марсе и сегодня могут происходить кратковременные процессы, связанные со льдом, паром или очень солеными растворами. Но постоянно текущих поверхностных рек, похожих на земные, там сейчас нет.

5. Почему речные русла не стерлись?

Здесь начинается самая интересная часть истории.

На Земле поверхность постоянно обновляется. Дождь размывает грунт. Реки меняют направление. Ледники срезают горные породы. Корни растений разрушают камни. Оползни засыпают долины.

Кроме того, земная кора разделена на движущиеся тектонические плиты. Старые участки поверхности погружаются в недра, сталкиваются, поднимаются и деформируются.

Поэтому найти на Земле хорошо сохранившееся речное русло возрастом несколько миллиардов лет почти невозможно.

На Марсе ситуация иная.

У него нет активной системы тектонических плит, похожей на земную. Там нет лесов, почвенной жизни и регулярных дождей. Современная атмосфера слишком разрежена для привычной нам погоды.

Да, на Марсе бывают мощные пылевые бури. Ветер переносит пыль и песок, постепенно шлифуя поверхность. Но крупные формы рельефа разрушаются очень медленно.

Марс оказался своеобразным геологическим архивом, где древние следы могут сохраняться миллиарды лет.

После исчезновения рек почти не осталось процессов, способных быстро уничтожить их долины. Русла медленно заполнялись осадками, подвергались ударам метеоритов и ветровой эрозии, но многие из них все равно сохранили первоначальные очертания.

6. Как русло может превратиться в хребет?

На Марсе встречаются образования, которые сначала кажутся странными. Вместо углубленного русла ученые видят длинный извилистый гребень, возвышающийся над окружающей равниной.

Такие структуры называютинвертированными каналами.

Когда по руслу текла вода, она приносила песок, гравий и минеральные частицы. Эти отложения постепенно накапливались на дне. Со временем они могли уплотняться и цементироваться минералами.

В результате породы внутри русла становились тверже окружающего грунта.

Позже вода исчезала, а ветер начинал медленно разрушать мягкие породы вокруг. Плотные речные отложения сопротивлялись эрозии лучше.

Так бывшее дно реки постепенно превращалось в возвышенность.

Получается настоящий перевернутый рельеф: раньше вода текла в низине, а спустя миллиарды лет на ее месте остается хребет.

Такие структуры особенно важны для ученых. Они позволяют находить следы речных систем даже там, где первоначальная поверхность была частично разрушена.

7. Был ли древний Марс теплым?

На этот вопрос пока нет окончательного ответа.

Некоторые особенности рельефа указывают на длительное движение воды. Однако молодое Солнце светило слабее современного. Сохранить на Марсе стабильно теплый климат было непросто.

Возможно, планета не была постоянно теплой.

Большую часть времени Марс мог оставаться холодным, а вода находилась в виде снега и льда. Затем наступали временные потепления, вызванные изменениями атмосферы, вулканической активностью, ударами крупных астероидов или колебаниями наклона оси.

Лед таял, вода стекала по поверхности и прорезала долины.

Некоторые реки могли появляться много раз в течение длительного периода. Между влажными эпохами проходили тысячи или даже миллионы лет.

Также часть каналов могла формироваться под ледниками. В этом случае талая вода двигалась под толщей льда, размывая породы.

Но наличие дельт, озерных отложений и разветвленных долин показывает, что в отдельные периоды жидкая вода действительно существовала на поверхности достаточно долго.

8. Почему ученые ищут следы жизни именно возле древних рек?

Реки собирают вещества с больших территорий. Они переносят частицы пород, минералы и органические соединения, а затем откладывают их в озерах и дельтах.

Мелкие осадочные частицы способны постепенно погребать и сохранять химические следы окружающей среды.

На Земле древние донные отложения часто помогают ученым восстанавливать историю климата и жизни. На Марсе может действовать тот же принцип.

Если простейшие организмы когда-либо существовали на Красной планете, древние озерные и речные породы являются одним из наиболее перспективных мест для поиска их возможных следов.

Именно поэтому Perseverance изучает породы кратера Езеро и собирает образцы.

9. Марс сохранил собственное прошлое

Меня в этой истории больше всего удивляет один парадокс.

Марс потерял плотную атмосферу, стал холодным и сухим. Для возможной жизни это оказалось катастрофой. Но именно отсутствие воды, дождей, растительности и активной тектоники помогло сохранить древний рельеф.

Реки исчезли потому, что планета утратила условия для стабильной жидкой воды. Их русла сохранились потому, что после этого поверхность Марса стала меняться чрезвычайно медленно.

Мы видим следы потоков, которые существовали задолго до появления животных и растений на Земле.

В каком-то смысле Марс не просто пустыня. Это огромный музей под открытым небом, где вместо экспонатов лежат долины, дельты и камни, обработанные водой миллиарды лет назад.