«Следует отметить, что кратеры с уступами такого размера ― редкость», ― говорит профессор Шейн Бирн, ― но в этом районе Марса (Arcadia Planitia) очень много таких кратеров. Они сформировались в разные времена, но у всех есть уступы. Это указывает на то, что на планете происходило что-то странное». Фото: NASA/USGS via Marc Van Norden/CC BY 2.0
Странные кратеры на Марсе привлекли внимание учёных. Простые подсчёты помогли выяснить, как образовались кратеры, но вызвали ряд вопросов об истории климата на Марсе.
«Кратеры должны иметь цилиндрическую форму, но эти имеют уступы», ― говорит Али Брэмсон, аспирант Планетарной лаборатории (LPL) в Университете Аризоны. Уступы формируются, когда в подземных пластах планеты присутствуют разные материалы: грязь, лёд или камень.
«Во время формирования кратера ударная волна от объекта, упавшего на поверхность планеты, распространяется по-разному в зависимости от материала, который находится под поверхностью, ― объяснил Брэмсон, ― если в одном слое расположен более мягкий материал, ударная волна легко выталкивает его. В результате образуется кратер с террасами, которые возникают из-за чередования мягких и твёрдых материалов».
На планете происходило нечто странное
«Следует отметить, что кратеры с уступами такого размера ― редкость», ― говорит Шейн Бирн, профессор из LPL ― но в этом районе Марса (Arcadia Planitia), очень много таких кратеров. Они сформировались в разные времена, но у всех них есть уступы. Это указывает на то, что на планете происходило что-то странное».
Из-за неустойчивого наклона орбиты планеты климат на Марсе часто меняется. В отличие от Земли Марс не имеет большой луны, чтобы стабилизировать его. Поэтому он «болтается» на своей оси, что приводит к резким климатическим изменениям. В результате на Марсе периодически возникали ледниковые периоды.
При помощи камеры НАСА на Mars Reconnaissance Orbiter учёные создали трёхмерную модель кратеров, которая позволила измерить глубину из уступов. Затем они послали радиолокационные импульсы и измерили время, которое потребовалось сигналам радара, чтобы проникнуть сквозь скрытые слои поверхности и отразиться обратно.
Совместив данные, чтобы измерить скорость волн радара, стало известно, из чего состоят слои. Это открытие было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
Оказалось, что слои состоят изо льда. Сразу под поверхностью грязи или реголита исследователи обнаружили огромный слой льда толщиной в 39 метров. Лёд занимает площадь, сопоставимую с территорией Калифорнии и Техаса вместе взятых.
В наличии льда на Марсе нет ничего удивительного. Однако его количество, возраст и расположение озадачило учёных.
Снег и лёд
Учёным давно известно о ледяных отложениях на полюсах Марса. Их используют для определения климатической истории красной планеты. Однако слои льда в умеренных широтах Марса ― это ранее неизвестный факт.
«Расположение льда и его толщина даёт информацию о климате Марса в прошлом», ― говорит Бирн. Учитывая, что лёд широко распространён и лежит очень толстым слоем, он, вероятно, появился в период, когда на Марсе шли обширные снегопады. Лёд скапливался, был засыпан и хорошо сохранился.
«Мы подозреваем, что он образовался десятки миллионов лет назад. За это время произошло множество климатических изменений. Но лёд не должен был сохраниться до сегодняшнего дня. Некоторые прошлые климаты указывают, что к настоящему времени лёд должен был сублимировать в сухую марсианскую атмосферу. Это вопрос, который мы должны изучить».
«Каким образом лёд сохранялся всё это время? У нас нет климатической модели, которая бы объяснила это».
