Согласно новому исследованию, проведенному американскими учеными из Техасского университета в Остине и их коллегами из других институтов, в формировании поверхности Марса большую роль играли внезапные мощные наводнения из переполненных кратерных озер. В результате этих процессов, продолжавшихся всего несколько недель, возникали глубокие пропасти и перемещалось большое количество материала, оседавшего в виде речных наносов. Статья об этом опубликована в журнале Nature.
«Наводнения, возникавшие в результате прорывов озер на древнем Марсе, были действительно важным процессом для формирования его ландшафтов в глобальном масштабе, — заявил ведущий автор работы, Тим Гоудж из Техасского университета в Остине. — И это довольно неожиданный вывод, потому что долгое время подобные события считались лишь исключениями из правил».
Кратерные озера были обычным явлением на Марсе миллиарды лет назад, когда на его поверхности присутствовала вода в жидком виде. Некоторые кратеры могли вмещать огромное количество жидкости, эквивалентное небольшому морю. Однако когда такой воды становилось слишком много, стенки кратера могли не выдержать, и тогда потоки воды прорывались через его края, сметая все на своем пути, вызывая катастрофические наводнения и прорезая в долинах речные каньоны. Результаты исследований, проведенных Гоуджем и его коллегами, показывают, что такие события происходили внезапно и чрезвычайно стремительно, тогда как на Земле подобная речная эрозия протекает обычно гораздо медленнее.
«В заполненных водой кратерах содержится много накопленной потенциальной энергии, которая внезапно высвобождается, — поясняет Гоудж, слова которого приводятся в пресс-релизе Техасского университета в Остине. — В этом смысле формирование ландшафтов Марса имело более катастрофический характер, чем на Земле».
Изображения, полученные с орбитальных марсианских станций, позволили изучить следы 262 подобных озер с прорвавшимися краями в марсианских кратерах.
Это исследование повлекло за собой пересмотр существующего каталога речных долин на Марсе и классификацию их на две категории: долины, которые появились возле кратеров, когда-то заполненных водой, — что указывает на их образование во время разлива озер, — и речные долины, возникшие в других местах ландшафта — это предполагает более медленное их формирование. Затем ученые сравнивали глубину, длину и объем различных типов долин и выяснили, что речные долины, образовавшиеся после проломов в кратерных озерах, намного обширнее — они вымывали почти четверть всей площади речных долин на Марсе, несмотря на то, что составляют всего 3% от общей длины таких долин.
«Это несоответствие объясняется тем фактом, что каньоны, возникшие в ходе подобных прорывов, значительно глубже, чем другие типы долин», — утверждает соавтор этого исследования Александр Морган из Планетологического института в Тусоне (штат Аризона). При разнице уровней в 170 м средняя глубина таких речных долин получается в два с лишним раза больше, чем у речных долин, создаваемых медленным течением рек, средняя глубина которых составляет 78 м. Моделирование показывает, что наводнение, длящееся неделями, могло перенести такое количество отложений, которыми потом можно было бы заполнить озера Верхнее и Онтарио — самое большое и самое маленькое из Великих озер в Северной Америке.
Хотя подобные структуры возникли практически мгновенно по геологическим меркам, их дальнейшее влияние на окружающий ландшафт могло иметь довольно длительный характер.
«Мы пришли к выводу, что наводнения в результате прорыва озер были основным геоморфическим процессом, ответственным за формирование речных долин на древнем Марсе, что, в свою очередь, повлияло на топографическую форму многих марсианских долинных систем и дальнейшую эволюцию ландшафта покрытого кратерами нагорья. Наши результаты показывают, что важность наводнений в результате прорыва озер следует учитывать при реконструкции формирования систем марсианских долин», — пишут авторы статьи.
Исследователи полагают, что озерные прорывы прорезали каньоны настолько глубоко, что могли повлиять на формирование других, близлежащих речных долин. Авторы заявляют также, что все это потенциально может стать альтернативным объяснением уникальной топографии марсианских речных долин, которую обычно связывают с климатическими особенностями. Гоудж считает это важным уроком для геологов, не способным порой взглянуть на внеземную геологию непредвзято. Ведь протекающие на Земле процессы постепенно сглаживают очертания кратеров, и в большинстве случаев речная эрозия предстает перед учеными в виде чрезвычайно медленного и устойчивого явления, однако это не значит, что все так же будет работать и в других мирах.