На Марсе обнаружены следы древних пляжей, напоминающих курорты.

Дебаты о наличии океана на Марсе начались еще в 1970-х годах, во времена «Викингов». Космические аппараты засняли огромную впадину в северном полушарии планеты. Ее форма напоминала высохшее морское дно, а по краям можно было увидеть изгибы, похожие на береговую линию. Ученые предположили, что океан, вероятно, существовал в эпоху, когда атмосфера была плотной, удерживая тепло и, соответственно, жидкую воду.

Тем не менее, у исследователей сразу возникли вопросы. К примеру, почему рельеф «марсианского побережья» такой неровный, с перепадами высот до 10 километров? На Земле береговые линии относительно ровные, по крайней мере, таких значительных перепадов не наблюдается. Кроме того, куда исчезла вода? На сегодняшний день на Марсе имеется водяной лед в полярных шапках, но его недостаточно — он не смог бы заполнить даже часть такого огромного водоема, если бы весь растаял.

Следующие миссии NASA выявили, что большая часть воды либо испарилась в космос, либо «скрылась» под поверхностью в виде льда или минералов. Однако главной загадкой оставалась неравномерность древнего «берега».

В 2007 году американский планетолог Майкл Манга (Michael Manga) из Калифорнийского университета в Беркли предложил объяснение. Он пришел к выводу, что огромные вулканы в районе провинции Фарсида (где находится самый большой вулкан Солнечной системы — Олимп, который является потухшим) сместили ось вращения Марса, что немного изменило поверхность планеты, превратив ровный берег в «гармошку». По расчетам ученого, это произошло около 3,7 миллиардов лет назад, когда Фарсида уже была сформирована.

Однако позже, в 2017 году, Манга уточнил свою теорию. Он выяснил, что Марс менял свое вращение не после, а именно во время роста вулканического региона Фарсида, который начал формироваться раньше — около четырех миллиардов лет назад. То есть гигантские вулканы «качали» планету, как груз на вращающейся тарелке, и в результате береговая линия древнего океана стала такой неровной. Планетолог пришел к этому выводу с помощью компьютерного моделирования. Таким образом, прямых доказательств существования океана на Красной планете все равно не хватало.

В 2021 году китайский марсоход «Чжужун» успешно приземлился на Равнине Утопия. Место было выбрано по одной основной причине.

Равнина Утопия — это огромная низменность в северном полушарии Марса, размером примерно с Европу. Она образовалась миллиарды лет назад после падения гигантского метеорита. В настоящее время это плоское, покрытое пылью и камнями место. Тем не менее, ученые предполагают, что миллиарды лет назад это было дно древнего океана.

Марсоход «Чжужун» работал на Красной планете с мая 2021 по май 2022 года. Робот преодолел 1,9 километра вдоль древних обрывов, которые, как считают ученые, могли быть берегом океана, и передал 940 гигабайт научных данных. На своем пути «Чжужун» использовал георадар, который мог «просвечивать» грунт на глубину до 80 метров. Этот прибор помогал ученым искать подземные структуры: границы между слоями пород, следы воды или другие аномалии.

Манга и его коллеги из США и Китая обработали часть данных георадара и обнаружили под слоем пыли и камней на Равнине Утопия наклонные пласты песка толщиной до 10 метров.

Ученые сопоставили эти данные с радарными изображениями осадочных пород на Земле, которые образовались под воздействием волн, и нашли удивительное сходство. Оказалось, что марсианские породы наклонены под углом 15 градусов в сторону предполагаемого древнего берега — почти идентично углу наклона «пляжных отложений» на Земле. Другими словами, угол наклона марсианских структур характерен для земных пляжей, сформированных волнами.

Под «пляжными отложениями» понимается особый тип песчаных отложений, которые образуются только на границе воды и суши. Это слои песка, гальки или других материалов, которые накапливаются вдоль берега водоема (океана, моря, озера) под действием волн, приливов и течений. На Земле отложения такой толщины, как под поверхностью Марса, формируются на протяжении миллионов лет: вода «сортирует» песчинки по размеру, укладывает их под определенным углом, создавая характерные наклонные слои.

Ученые пришли к выводу, что марсианские наклонные пласты песка — не случайные кучи песка (как в дюнах), не хаотичные обломки от метеоритов или потоки лавы. Это структуры, которые могли возникнуть только при длительном воздействии воды.

Данные инструмента также помогли ученым определить размер частиц марсианского песка. Он совпал с размером песчинок на песчаных пляжах Земли — от 0,1 до двух миллиметров.

«Эти отложения — как страницы книги. Они рассказывают, как волны перераспределяли песок вдоль берега. Песок мог поступать в океан через реки, следы которых уже находили на Марсе», — объяснил Манга.

Важно отметить, что над «пляжными слоями» располагается 10 метров пород — вероятно, следы пылевых бурь и извержений, которые могли «законсервировать» берег миллиарды лет назад. По мнению американских ученых, марсианские отложения, возможно, не подверглись эрозии и сохранились в первозданном виде.

Однако китайские исследователи выразили иную точку зрения. Они считают, что за миллиарды лет марсианский климат (ветра, перепады температур, химические реакции) разрушил эти слои, «перемешал» породы и засыпал их пылью. Поэтому сейчас марсоходу приходится искать едва заметные следы древних пляжей.

В любом случае, эти марсианские пляжи представляют собой уникальную «капсулу времени», которая поможет понять, как Марс преобразовался из влажного мира в сухой.

«Чтобы волны формировали пляжи, океан должен быть свободен от льда. Это означает, что климат Марса напоминал земной: с дождями, реками и умеренными температурами. Возможно, этот влажный период продолжался десятки миллионов лет — достаточно долго для появления жизни», — подчеркнул Манга.

Береговые линии — отличное место для поиска свидетельств прошлой жизни. Согласно некоторым гипотезам, на Земле первые микроорганизмы могли возникнуть именно в прибрежных зонах, на границе океана и суши — на мелководье, где смешиваются пресная и соленая вода, минералы из горных пород и солнечный свет. Это как «химическая лаборатория» для образования сложных молекул.

В своей научной работе команда Манга подтвердила наличие океана на Марсе четыре миллиарда лет назад. Но одновременно возникают и новые вопросы: Как долго существовал океан? Была ли планета обитаемой? Ответы на эти вопросы помогут найти действующие и новые миссии: марсоход Perseverance собирает образцы для отправки на Землю, а будущие экспедиции могут целенаправленно исследовать «пляжные» зоны. Возможно, под песком Равнины Утопия скрыты не только следы волн, но и следы жизни.

Результаты исследования опубликованы