Китайские ученые сообщили, что марсоход "Чжужун", работавший на Марсе в 2021-2022-м, обнаружил на глубине 35 метров многоугольники непонятного происхождения. О том, что это за структуры и как они образовались, — в материале Владислава Стрекопытова, РИА Новости.
Вторые на Марсе
"Чжужун" (в другой транскрипции — "Чжурон") в рамках китайской межпланетной миссии "Тяньвэнь-1" совершил посадку на Равнине Утопия в восточной части северного полушария Марса 14 мая 2021 года. КНР стала второй после США страной, успешно доставившей исследовательский ровер на Красную планету.
"Чжужун" работал не три месяца, как рассчитывали, а до 20 мая 2022-го, после чего связь с ним окончательно прервалась. За это время аппарат проехал около двух километров по дну Равнины Утопия. Это самый большой — диаметром свыше 3000 км — ударный кратер не только на Марсе, но и во всей Солнечной системе. Структура интересна еще и тем, что здесь очень тонкая кора и мантия подходит ближе всего к поверхности.
На всем пути марсоход выполнял радиолокационную съемку с помощью установленного на борту георадара RoPeR (Rover Penetrating Radar). Этот прибор выполняет зондирование высокого разрешения в двух диапазонах электромагнитных волн на глубину до 100 метров. Для сравнения: американский ровер "Персеверанс", который прибыл на Марс за три месяца до "Чжужуна" и до сих пор работает в соседнем кратере Равнина Исиды, способен просвечивать недра только на 10 метров.
Открытия китайского марсохода
Проанализировав полученную информацию, китайские ученые пришли к выводу, что грунтовые воды под Равниной Утопия сохраняли активность вплоть до амазонийского (новейшего) периода геологической истории Красной планеты, который раньше считали холодным и сухим. В осадочных отложениях амазонийского возраста приборы "Чжужуна" идентифицировали гидратированные сульфаты, гидрокремнезем, оксиды трехвалентного железа и хлориды. Для образования этих минералов нужна жидкая соленая вода.
По мнению исследователей, гидратированные минералы сформировались в период вулканической активности, когда горячая магма, поднимаясь к поверхности, растопила подземный лед и насытила получившийся раствор солями. Выходя на поверхность, он испарялся, и из него осаждались минералы.
То, что под Равниной Утопия находятся огромные толщи подповерхностного льда, еще в 2016-м установили с помощью радара SHARAD орбитальной станции НАСА Mars Reconnaissance Orbiter. Запасы оценивают в 14 с лишним тысяч кубических километров, что сопоставимо с объемом воды в озере Верхнее — самом крупном и глубоком из Великих североамериканских озер.
Георадар RoPeR также показал, что породы под Равниной Утопия обладают выраженной слоистостью, а значит, их отложение происходило в водной среде. По мнению ученых, в позднегесперийское — раннеамазонийское время (3,5-3,2 млрд лет назад) кратер периодически заполнялся водой, что и привело к слоистости.
Три миллиарда лет назад эпоха жидкой воды на Марсе закончилась, и слоистые породы оказались погребенными под толщей реголита, состоящего из пыли и мелких обломков. При этом ученые не исключают, что на глубине в поровых ловушках до сих пор остаются высокоминерализованные растворы.
Свидетели климатической революции
Недавно китайские ученые сообщили еще об одном открытии: на глубине около 35 метров от поверхности георадар "Чжужуна" обнаружил клиновидные полигональные структуры размером до нескольких десятков метров в поперечнике. На пути в 1,9 километра прибор зафиксировал 16 таких многоугольников, что предполагает их широкое распространение под всей Равниной Утопия.
Исследователи считают, что загадочные подземные структуры образовались непосредственно в конце или уже после окончания "влажной" эпохи. Первоначально это были поверхностные формы рельефа, которые опустились на глубину в результате более поздних геологических процессов.
В соответствии с моделью, предложенной авторами, когда вода из кратера ушла, глинистый осадок на его дне высох и растрескался. В трещины проникала влага: с глубины — в результате подъема грунтовых вод и диффузии пара, образующегося при сублимации порового льда, и с поверхности — в виде снега. При замерзании вода и почва, заполнявшие трещины, работали как клинья.
В результате циклического процесса замерзания и оттаивания, продолжавшегося миллионы лет, сформировался своеобразный мелкобугристый рельеф. Примерно 3,2-2,9 миллиарда лет назад условия на поверхности Марса резко изменились: климат стал более сухим и холодным. Полигональный рельеф подвергся эрозии, а его остатки оказались под слоем реголита.
"Структура пород над и под условной границей, находящейся на глубине 35 метров, сильно различается. Это указывает на заметную трансформацию теплового режима и активности воды. Очевидно, в это время в низких и средних широтах Марса произошел климатический переворот", — пишут авторы статьи.
Современные сотовые структуры
Похожие полигональные структуры и сегодня широко распространены на поверхности Марса. Они появляются каждый год весной в приполярных областях планеты. Впервые их заметили в 2006-м на снимках камеры высокого разрешения HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment), размещенной на борту космического аппарата Mars Reconnaissance Orbiter.
Исследователи из Аризонского университета, проанализировав изображения камеры HiRISE, пришли к выводу, что похожие на соты струкртуры — результат сезонных превращений воды и углекислого газа. Вмерзший в реголит водяной и сухой лед расщепляет его на многоугольники, по границам которых выступают на поверхность твердые коренные породы. А в центральных частях "сот" собираются рыхлые песчаные или пылевидные отложения. Когда весной температура повышается, подповерхностный лед сразу переходит из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу.
Полигональные структуры рельефа распространены и на Земле, в регионах развития многолетней мерзлоты. Так же как и на Марсе, они связаны с сезонными циклами замерзания — оттаивания, вызывающими образование эрозионных форм растрескивания.