
Марс вчора і сьогодні. Коротка хроніка роботів-геологів
З часів прольоту радянської станції Марс 1 в 1963р, в околицях червоної планети побувало чотири десятки штучних посланців Землі, більше 10 апаратів досягли поверхні планети. У сумі було отримано величезну кількість інформації, що змінила назавжди наші уявлення про червону планету. З можливої колиски вищих форм життя, Марс постав сухим і холодним світом.
Втім, цей світ був таким не завжди. Геологічне минуле Марса розділяється на три періоди:
Нойська ера
Починається з утворенням поверхні Марса понад 4 млрд років тому. Для регіонів, що формувалися в ті часи властиві величезні ударні кратери на поверхні Марса в сотні і тисячі кілометрів. Ці зони займають основну частину південної півкулі планети, де здійснювали посадки перші апарати, що досягли поверхні Марса - Марс 2, 3 і 6. Ці ж регіони були першими, які були зняті під час першого вдалого прольоту апарату Mariner 4 в 1964р.
У ту еру Марс мав дуже щільну атмосферу і значну гідросферу - глобальні океани. Причому марсохід Opportunity, що працює на Марсі ось уже 10 років, примарсився недалеко від стародавніх кратерів Еребус і Індевор, виявив у них переконливі докази існування прісної води мільярди років тому. Тоді ж Марс мав повноцінне магнітне поле, залишки якого вперше зафіксовані радянськими станціями Марс 2, 3 і 5 (воно в 500 разів слабше земного), а так само тектонікою плит, як на Землі (апарат Mars Global Surveyor).
Гіпотетичні океани Марса до кінця нойської ери:
Кінець нойської епохи ознаменувався припиненням Важкого Бомбардування 3,5 - 3,7 млрд років тому, під час якого і утворилася більшість вище згаданих кратеризованих регіонів. Поверхня нашого Місяця так само прийняла свій сучасний вид в ту епоху. Тоді ж утворився і 154 км кратер Гейла, який в наступні епохи, як і кратер Гусєва, буде заповнений водою.
Гесперійська ера
Геологія Марса визначається вже не метеоритними ударами, а початком вулканічної активності. Ця ера була проміжною, під час якої почали формуватися великі вулкани провінції Фарсіда - Олимп, гори Арсія, Павліна і Аскрійська, а так само нагір'я Елізіума. За найбільш популярною серед вчених гіпотезою, дана активність могла бути відлунням зіткнення Марса з великим планетоїдом поперечником в 2000км на зорі свого існування. Цим би пояснювалася поява гігантського Північного Басейна на Марсі.
Вже в гесперійську еру Марс мав постійну гідросферу - океан, що займав північні рівнини за обсягом був порівняний з нинішнім Північним Льодовитим океаном на Землі. У цьому приполярному регіоні орбітальний апарат Odyssey виявив величезні поклади льоду під поверхнею, що було підтверджено успішною роботою примарсившегося тут апарату Phoenix. Ще один океан займав низинність Утопія (Utopia planitia), в північній півкулі, обраній для місця роботи Viking 2. У низьких і помірних широтах було безліч річок і озер (кратер Гейла, кратер Гусєва). Утворення провінції Фарсіда (Тарсіс) ймовірно призвело до появи гігантського каньйону відомого як долини Марінера. Каньйон був виявлений першим штучним супутником Марса - Mariner 9 в 1971 році.
Вулкани регіону Фарсіда (Тарсіс), ліворуч найбільший в сонячній системі вулкан Олимп. Праворуч найбільший каньйон у сонячній системі долини Марінера.
Марс гесперійської ери:
Величезні льодовики на високих плато південніше цього регіону, підтоплюючись, текли через долини Марінера в північну рівнину Хріса, провокуючи величезні потопи. На цій рівнині, яка ще давно зацікавила вчених (завдяки роботі Mariner 9), у 70их працював апарат Viking 1.
Амазонійська ера
До початку наступної, Амазонійської ери 2,5 млрд років тому, Марс мав у своєму розпорядженні щільну атмосферу аналогічної Земної, з високими температурами (до + 30) і тиском до 1 бару (близько 100 000 Па). Тоді ж утворилася долина Ареса (південніше рівнини Хріса), через яку в Північний океан з південних нагорій стікав потік більший за Амазонку. У цій долині в 97ому році працював Mars Pathfinder.
Долина Ареса (вказана стрілками), що «впадає» на рівнину Хріса:
Амазонійська ера характеризується довгим процесом катастрофічної зміни клімату Марса. Сформувалися найбільші вулканічні регіони Елізіума і Фарсіди, з'являлися і зникали моря і океани. Приблизно 1 млрд років тому Марс прийняв сучасний вигляд. Швидше за все, причина в поступовому остиганні надр Марса, розсіянні її атмосфери на увазі низької гравітації і величезними перепадами температур в геологічних масштабах часу, викликані нестійкістю осі добового обертання планети (стійкість Земної осі підтримується Місяцем).
Сучасний Марс:
Найбільш цікава можливість існування життя на планеті у вологі і теплі часи, не виключено що вона могла існувати на стику гесперійської і амазонійської епох (а можливо і сьогодні). Уточнення геологічного минулого Марса могло б пролити світло на це питання. З цієї точки зору осадові породи покривають гору Еоліди (колишній. гора Шарпа) в центрі кратера Гейла, представляють винятковий інтерес. Імовірно вони накопичувалися протягом 2 млрд років і можуть багато чого повідати про минуле планети і процеси, що відбувалися в озері, що в давнину заповнював кратер.
Кратер Гейла і місце посадки Curiosity/Оригінальне відео посадки марсохода в кратер Гейла:
Спочатку в кратер Гейла повинен був спуститися марсохід Spirit, але через недостатню досконалість технологій того часу, вибір був змінений на кратер Гусєва. Сьогодні гора Еоліди головна мета марсохода Curiosity.
За даними орбітальних апаратів Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter і багато в чому завдяки роботі європейського апарату Mars Express, водні запаси північної і південної полярних шапок Марса оцінюються в 2,4 млн км3 (вчетверо більше запасів Чорного моря). А з урахуванням зафіксованих запасів під поверхнею Марса - 52 млн км3 води, що майже в три рази більше обсягу Північного Льодовитого океану.
Південна полярна шапка Марса, спектрометр Mars Express. Світло-рожевим кольором відзначено «сухий» лід (СО2), від зеленого до синього переважно водяний лід:
Відео орбітального руху Mars Express:
Атмосферний тиск на Марсі дорівнює приблизно 700 па, сильно завися від висоти. За таких умов існування рідкої води на поверхні неможливе. За винятком дна долин Марінера і області Еллада (Hellas Planitia) в південній півкулі планети. Оскільки вони знаходяться на 7 км нижче середньо марсіанського рівня, атмосферний тиск там вдвічі вище звичайного - до 1400 Па, що допускає існування рідкої води на поверхні при температурах від 0 до 10 ° C (звичайні літні температури в цих широтах). Гранично низький тиск, який здатна винести людина, вище в 30 разів - 35 000 Па.
Однак умови на Марсі не відкидають можливість існування примітивного життя пристосованої до екстремальних умов (як екстремофіли на Землі). Тим більше що кліматичні зміни на Червоній планеті відбувалися досить повільно, щоб живі організми могли до них пристосуватися. У всякому разі тести на присутність живої органіки, проведені апаратами серії Viking в 70их, не дозволили зробити однозначні висновки з цього приводу.