Pateicoties daudzajām misijām, kas pēdējos gados pētīja Marsu, zinātnieki zina, ka pirms aptuveni 4 miljardiem gadu planēta atradās daudz citur. Papildus tam, ka atmosfēra bija blīvāka, Marss bija arī siltāka un mitrāka vieta, un šķidrais ūdens pārklāja lielu daļu planētas virsmas. Diemžēl, tā kā simtiem miljonu gadu laikā Marss zaudēja atmosfēru, šie okeāni pakāpeniski izzuda.
Par to, kad un kur šie okeāni izveidojās, notika daudz zinātnisku pētījumu un diskusiju. Saskaņā ar jaunu pētījumu, ko veica pētnieki no UC Berkeley, šo okeānu esamība bija saistīta ar Tharis vulkāniskās sistēmas pacelšanos. Viņi turpina teorēt, ka šie okeāni izveidojās vairākus simtus miljonu gadu agrāk, nekā gaidīts, un nebija tik dziļi, kā tika domāts iepriekš.
Pētījums ar nosaukumu “Okeānu laiks Marsā no krasta līnijas deformācijas” nesen parādījās zinātniskajā žurnālā Daba. Pētījumu veica Roberts I. Citrons, Maikls Manga un Douglass J. Hemingvejs - grad studenti, profesori un pēcdoktorantūras pētnieki no attiecīgi Zemes un planētu zinātnes departamenta un UC Berkeley Integrētās planētu zinātnes centra.
Kā Maikls Manga paskaidroja nesenā Berkeley News paziņojumā presei:
“Pieņēmums bija, ka tarsis veidojas ātri un agri, nevis pakāpeniski, un ka okeāni nāca vēlāk. Mēs sakām, ka okeāni notiek pirms un pavada lavas izplūšanu, kas izraisīja Tharsis. ”
Diskusijas par Marsa pagātnes okeānu lielumu un apmēru ir radušās dažu novēroto neatbilstību dēļ. Būtībā, kad Marss zaudēja atmosfēru, tā virszemes ūdeņi būtu sasaluši, lai kļūtu par pazemes mūžseno sasalumu vai izkļūtu kosmosā. Tie zinātnieki, kuri netic, ka Marsam kādreiz bija okeāni, norāda uz faktu, ka aprēķini par to, cik daudz ūdens varēja būt paslēpts vai zaudēts, neatbilst okeānu izmēru aprēķiniem.
Turklāt ar ledus, kas tagad ir koncentrēts polārajos vāciņos, nepietiek, lai izveidotu okeānu. Tas nozīmē, ka uz Marsa bija vai nu mazāk ūdens, nekā norāda iepriekšējie aprēķini, vai arī tas, ka kāds cits process izraisīja ūdens zudumus. Lai to atrisinātu, Citrons un viņa kolēģi izveidoja jaunu Marsa modeli, kurā okeāni veidojās pirms vai vienlaikus ar Marsa lielāko vulkānisko īpašību - Tharsis Montes, aptuveni pirms 3,7 miljardiem gadu.
Tā kā tajā laikā Tharsis bija mazāks, tas neizraisīja tādu pašu garozas deformācijas līmeni kā vēlāk. Īpaši tas būtu attiecināms uz līdzenumiem, kas lielākoties aptver ziemeļu puslodi un, domājams, ka tā bija sena jūras dibena. Ņemot vērā, ka uz šo reģionu neattiecās tās pašas ģeoloģiskās izmaiņas, kas būtu notikušas vēlāk, tas būtu bijis seklāks un turējis apmēram pusi ūdens.
"Tika pieņemts, ka tarsis veidojas ātri un agri, nevis pakāpeniski, un ka okeāni nāca vēlāk," sacīja Manga. "Mēs sakām, ka okeāni notiek pirms un pavada lavas izplūšanu, kas izraisīja Tharsis."
Turklāt komanda arī teorēja, ka vulkāniskā aktivitāte, kas izveidoja tarsi, iespējams, bija atbildīga par Marsa agrīno okeānu veidošanos. Pamatā vulkāni būtu izmetuši atmosfērā gāzes un vulkāniskos pelnus, kas būtu radījuši siltumnīcas efektu. Tas būtu sasildījis virsmu līdz vietai, kurā varētu veidoties šķidrs ūdens, kā arī būtu izveidojis pazemes kanālus, kas ļāva ūdenim sasniegt ziemeļu līdzenumus.
Viņu modelis atspēko arī citus iepriekšējos pieņēmumus par Marsu, proti, ka tā piedāvātās krasta līnijas ir ļoti neregulāras. Būtībā tas, kas tiek uzskatīts par “ūdens frontes” īpašību senajā Marsā, atšķiras ar augstumu pat par kilometru; tā kā uz Zemes krasta līnijas ir vienādas. Arī to var izskaidrot ar Tharsis vulkāna reģiona izaugsmi, kas bija aptuveni pirms 3,7 miljardiem gadu.
Izmantojot pašreizējos Marsa ģeoloģiskos datus, komanda spēja izsekot, kā laika gaitā varēja izveidoties mūsdienās redzamie pārkāpumi. Tas būtu sācies, kad Marsa pirmais okeāns (Arābijas) sāka veidoties pirms 4 miljardiem gadu, un bija aptuveni liecinieks pirmajiem 20% no Tharsis Montes izaugsmes. Pieaugot vulkāniem, zeme kļuva nomākta, un krasta līnija laika gaitā mainījās.
Līdzīgi sekojošā okeāna (Deuteronilus) neregulāras krasta līnijas var izskaidrot ar šo modeli, norādot, ka tas veidojās pēdējos 17% no Tharsis izaugsmes - aptuveni pirms 3,6 miljardiem gadu. Šādi varētu izskaidrot arī Isidisa iezīmi, kas, šķiet, ir sena ezera gultne, kas nedaudz atdalīta no Utopijas krasta līnijas. Zemei deformējoties, Isidis pārstāja būt daļa no ziemeļu okeāna un kļuva par savienotu ezera gultni.
"Šīs krasta līnijas varēja izvietot ar lielu šķidruma ūdens tilpni, kas pastāvēja pirms Tharsis uzstādīšanas un tās laikā, nevis pēc tam," sacīja Citrons. Tas noteikti atbilst novērojamajai ietekmei, ko Tharsis Mons ir atstājis uz Marsa topogrāfiju. Liela daļa ne tikai rada izspiešanos planētas pretējā pusē (Elysium vulkāna kompleksā), bet arī masīvu kanjonu sistēmu starp tām (Valles Marineris).
Šī jaunā teorija ne tikai izskaidro, kāpēc iepriekšējie aprēķini par ūdens tilpumu ziemeļu līdzenumos bija neprecīzi, bet arī var atspoguļot ieleju tīklus (sagriezti ar plūstošu ūdeni), kas parādījās aptuveni tajā pašā laikā. Nākamajos gados šo teoriju var pārbaudīt robotu misijas, kuras NASA un citas kosmosa aģentūras sūta uz Marsu.
Apsveriet NASA veikto iekšējo izpēti, izmantojot seismisko pētījumu, ģeodēzijas un siltuma transporta (InSight) misiju, kuru paredzēts sākt 2018. gada maijā. Kad tas nonāks uz Marsa, tas izmantos modernu instrumentu komplektu - kurā ietilpst seismometrs, temperatūras zonde un radiozinātnes instruments - lai izmērītu Marsa interjeru un uzzinātu vairāk par tā ģeoloģisko darbību un vēsturi.
Cita starpā NASA paredz, ka InSight varētu atklāt iekšpusē sasalušas Marsa senā okeāna paliekas un, iespējams, pat šķidru ūdeni. Blakus Marss 2020 braucējs, ExoMars 2020un iespējamās apkalpes misijas, tiek sagaidīts, ka šie centieni sniegs pilnīgāku priekšstatu par Marsa pagātni, iekļaujot tajā, kad notika lielāki ģeoloģiski notikumi un kā tas varēja ietekmēt planētas okeānu un krasta līnijas.
Jo vairāk mēs uzzinām par to, kas notika uz Marsa pēdējo 4 miljardu gadu laikā, jo vairāk mēs uzzinām par spēkiem, kas veidoja mūsu Saules sistēmu. Šie pētījumi ir arī tāls ceļš, lai palīdzētu zinātniekiem noteikt, kā un kur var veidoties dzīvību nesošie apstākļi. Tas (mēs ceram) kaut kad palīdzēs mums to atrast citā zvaigžņu sistēmā!
Komandas atzinumi tika izstrādāti arī rakstā, kas šonedēļ tika prezentēts 49. Mēness un planētu zinātnes konferencē Vudlendā, Teksasā.
Papildu ziņas: Berkeley News, Daba
