На Марсе преобладает научная гипотеза, основанная на информации, собранной марсоходами Spirit, Opportunity и Curiosity, а также с помощью нескольких орбитальных спутников, что планета когда-то имела значительные запасы жидкой воды на своей поверхности. Вопрос о том, что случилось с этими заповедниками и как Марс перешел из более теплого, влажного мира в замерзшую засушливую пустыню сегодня, все еще остается предметом активного изучения и рассмотрения.
Мы знаем, что Кратер Гейла, где приземлился Curiosity, практически гарантированно было озером в одной точке. Существуют обширные примеры как глинистых, так и сульфатных минеральных типов, которые образуются в воде, а также наглядные свидетельства таких особенностей, как вентиляторы и дельты - две особенности, которые связаны с течением жидкой воды на Земле. Считается, что сам Гейл был пресноводным озером, которое могло быть достаточно чистым, чтобы люди могли пить из него, по крайней мере, в какой-то момент времени.
На самых низких уровнях горы Шарп (возвышенная вершина внутри кратера Гейла) Любопытство нашло свидетельство существования давно существующего озера. По мере того, как марсоход поднимается по склонам, он обнаружил признаки обогащенных минеральными солями пород, подразумевая, что эти отложения были заложены в соленых прудах, которые подвергались повторным эпизодам сушки и увлажнения - именно то, что вы могли ожидать в области, где гидрологический цикл терпит неудачу, но еще не полностью провалился. Любопытство направится к выходу скальной породы, известной как «сульфатоносная единица», в какой-то момент в будущем, чтобы проверить его и определить, что его состав может сказать нам о начале длинного сухого заклинания Красной планеты.
По мере того, как Curiosity поднимается, слои породы, к которым он имеет доступ, становятся моложе, а это означает, что марсоход, по сути, движется вперед к настоящему Марсу из отправной точки его самого далекого прошлого. Если сульфатсодержащая единица показывает сильные и растущие концентрации сульфатов, это будет означать, что засушливость Марса была последовательной прогрессией, без значительных изменений во времени. Если слои отложений, которые обнаружит марсоход, тонкие, с чередующимися узорами засушливости и влажности, это будет означать, что высыхание Марса происходило ступенчато в течение длительного периода времени.
Существуют важные вопросы о том, как долго вода сохранялась на Марсе. Одна из причин, по которой мы считаем, что Марс был более влажным в своем самом отдаленном прошлом, заключается в том, что кратеры, образовавшиеся в эпоху Ноаха (4.1B - 3.7B лет назад), гораздо сильнее подвержены эрозии, чем кратеры, образовавшиеся в Геспериане (3.7-3.0B лет назад) - дата окончания геспериана оспаривается. Считается, что кратер Гейл сформировался 3,8 - 3,5 млрд. лет назад, перенеся его в поздний ноахский или средний гесперианский период. В любом случае, кратер Гейл существовал, когда Марс переживал свой самый важный переход, и содержит свидетельства процессов, которые формировали планету в тот момент времени. К концу Геспериана атмосфера Марса, как полагают, была близка к его нынешней плотности.
Существует множество теорий о том, как Марсу удалось сохранить запасы жидкой воды в течение миллиардов лет, несмотря на проблемы, присущие слабому раннему Солнцу. Ранний Марс излучал бы больше тепла благодаря распаду элементов в ядре планеты. Однако Марс намного меньше Земли, с меньшим количеством тяжелых элементов и, в частности, с недолговечными, высокоэнергетическими элементами. По оценкам, Поздняя тяжелая бомбардировка доставляла 100-километровый астероид к Марсу каждые миллион лет или около того, с меньшими показателями воздействия, которые, по оценкам, «экспоненциально выше», а общие уровни воздействия в 500 раз выше, чем мы наблюдаем сегодня.
Tharsis выступы, возможно, также сыграли свою роль. Выступы Тарсиса - это область вулканизма на Марсе, настолько огромная, что, как считается, вес этого места вызвал «истинное полярное странствие» на Марсе, изменив физическое расположение северного и южного полюсов. Отключение геомагнитного динамо Марса и потеря планетарного магнитного поля также внесли свой вклад. Понимание графика того, как и когда Марс потерял свою воду, поможет нам понять, какие процессы, скорее всего, сформировали его.