О планете Марс

Гидросфера Марса

Полярная шапка Марса

Гидросфера Марса — это совокупность водных запасов планеты Марс, представленная водным льдом в полярных шапках Марса, льдом под поверхностью, и возможными резервуарами жидкой воды и водных растворов солей в верхних слоях литосферы Марса. Гидросфера Марса вследствие господствующих низких температур на Марсе, и нахождении запасов воды в твердом состоянии также называется криолитосферой.

На смену астрономическим наблюдениям и спектроскопическому измерению, с началом эры космонавтики пришло и прямое изучение Марса и поисков воды на нём с помощью межпланетных зондов. Прежде всего внимание исследователей привлекли полярные шапки Марса, так как предполагалось, что они состоят из водного льда по аналогии с Антарктидой или Гренландией на Земле. При пристальном изучении с помощью современной аппаратуры в 2000 году было подтверждено, что помимо твердого углекислого газа, в массе льдов марсианских полярных шапок содержится колоссальное количество твёрдого водного льда

Исходя из собранных научных данных, существующие в настоящее время запасы воды (в форме льда) во всём объёме криолитосферы Марса, предположительно, составляют 7,7·1022 граммов (77 млн км³) (0,05 гидросферы Земли).

В то же время, процессы иссушения на Марсе привели к сокращению нижней границы вечной мерзлоты на несколько сотен метров. Если из общего объёма криолитосферы Марса вычесть объём сухих и оттаявших снизу пород, то предположительное содержание воды в мерзлых породах Марса составит 5,4·1022 граммов (54 млн км³). Количество воды, подсчитанное таким образом, во много раз превышает количество воды в полярных шапках Марса (~2·1021граммов), и судя по всему, представляет собой значительную часть общих запасов свободной воды, выделившейся за геологическую историю Марса. Математический расчёт показывает, что в случае равномерного распределения воды содержащейся ныне в криолитосфере, по поверхности Марса, то образовался бы гигантский океан со средней глубиной в несколько сотен метров.

Очень большое значение при оценке водных запасов Марса играет недавнее открытие колоссальных запасов водного льда под поверхностью Южной полярной шапки. Ранее считалось что южный полюс Марса в основном представлен запасами замерзшего углекислого газа, но оказалось что объёмы водного льда под его поверхностью настолько велики что позволяют при его растоплении покрыть поверхность всего Марса 11-и метровым слоем воды. По предварительным оценкам американских ученых, запасы воды на Южном полюсе Марса сравнимы с запасами воды Северной полярной шапки Марса, и толщина льдов здесь достигает 3,7 км.

Наличие морей на Марсе в прошлом было подтверждено экспедициями автоматов Спирит и Оппортьюнити в 2003—2004 годах. Изучение этих эпох марсианской истории позволяет узнать много нового не только о Марсе, но и о других планетах и их развитии. Большой интерес в геологическом прошлом планеты Марс, вызывают два промежутка времени — Гесперийская эра и Амазонийская эра.

В Гесперийскую эру (3,5—2,5 млрд лет назад) Марс достиг вершины своей эволюции и имел постоянную гидросферу. Северную равнину планеты в ту эру занимал солёный океан объёмом до 15-17 млн км³ и глубиной 0,7—1 км (для сравнения, Северный Ледовитый океан Земли имеет объём 18,07 млн км³). В отдельные промежутки времени этот океан распадался на два. Один океан, округлый, заполнял бассейн ударного происхождения в районе Утопии, другой, неправильной формы, — район Северного полюса Марса. В умеренных и низких широтах было много озёр и рек, на Южном плато — ледники. Марс обладал очень плотной атмосферой, аналогичной той, которая в то время была у Земли, при температуре у поверхности доходившей до 50 °C и давлении свыше 1 атмосферы. Вполне вероятно, что в Гесперийскую эру на Марсе существовала и биосфера: в трех метеоритах марсианского происхождения АLН 84001, Накла и Шерготти группой американских ученых были обнаружены образования, схожие с окаменелыми останками микроорганизмов возрастом от 4 млрд и до 165 миллионов лет.

В Амазонийскую эру (около 2,5—1 млрд лет назад) климат на Марсе стал катастрофически быстро меняться. Происходили мощнейшие, но постепенно затухающие глобальные тектонические и вулканические процессы, в ходе которых возникли крупнейшие в Солнечной системе марсианские вулканы (Олимп), несколько раз сильно изменялись характеристики самой гидросферы и атмосферы, появлялся и исчезал Северный океан. Катастрофические наводнения, связанные с таянием криосферы привели к образованию грандиозных каньонов.

Миллиард лет назад активные процессы в литосфере, гидросфере и атмосфере Марса прекратились, и он принял современный облик. Виной глобальных катастрофических изменений марсианского климата считаются большой эксцентриситет орбиты и неустойчивость оси вращения, вызывающие огромные, до 45 %, колебания потока солнечной энергии, падающей на поверхность планеты; слабый приток тепла из недр Марса, обусловленный небольшой массой планеты, и высокой разрежённостью атмосферы, обусловленной высокой степенью её диссипации.

Колонизация Марса

Планета Марс; короткая жизнь
Закат на Марсе; 19 мая 2005 года.

Первая известная эра истории Марса – пренойская – протекала первые полмиллиарда лет от окончания формирования Марса 4,5 млрд лет назад и оставила после себя филосиликаты – листовые силикаты, примером которых на Земле является, например, слюда. Для образования некоторых из обнаруженных филосиликатов были необходимы кислые условия, для формирования других – щелочные, но главное – эти минералы образуются при взаимодействии мантийных пород с водой.

На Земле это время соответствует катархею. Период активной тектонической деятельности на нашей планете продолжался гораздо дольше (собственно, продолжается до сих пор), поэтому катархейские осадочные породы не сохранились – переплавились в дальнейших катаклизмах. Сейчас считается, что в то время на Земле не было никакой «адской жары», а существовали ландшафты неприветливой суровой пустыни со слабо греющим Солнцем (его светимость была на 25—30 % ниже современной) и во много раз большим диском Луны.

Рельеф обеих планет напоминал лунный пейзаж, и сложен был только монотонно тёмно-серым первичным веществом, однако на Земле он был сильнее сглажен из-за приливных землетрясений (в то время Луна находилась на границе предела Роша, то есть на расстоянии всего 17 тыс. км от Земли против сегодняшних 384,5 тыс.). По последним данным, на Земле уже тогда тоже были моря – гидросфера начала формироваться в первые 100 млн. лет существования планеты как твердого тела, что неудивительно – вода в большом количестве присутствовала в протопланетном веществе (иногда об этом забывают и пишут, что океаны были созданы исключительно падающими на Землю кометами – а в кометах-то вода откуда взялась?).

Марс на рубеже пренойской и нойской эр

На Марсе же пренойская эра 4 млрд лет назад плавно перетекла в нойскую. Этот период времени в истории древнего Марса характерен глобальной вулканической активностью – именно тогда начали формироваться первые вулканы Фарсиды – и выбросами в атмосферу и на поверхность планеты огромного количества различных химических соединений – продуктов для кухни жизни. В плане вулканизма Земля не отставала – нойская эра соответствует земному эоархею – но главное, что к концу этого времени относятся самые древние земные строматолиты — ископаемые продукты деятельности цианобактериальных сообществ. Учитывая близость Земли и Марса, совершенно неважно, является ли возникновение жизни закономерностью или случайностью – обе планеты с большой вероятностью обменивались биологическим материалом при ударах астероидов.

3.5 млрд лет назад на Марсе наступило самое интересное – гесперийская эра… (этот и следующий абзац взят из Википедии)

Однако со временем вода стала исчезать — частью испаряться, частью замерзать. Виной всему малая масса планеты – энергия для тектонической активности к тому времени иссякла, последним ее проявлением, по видимому, была долина Маринера. Однако вулканическая активность какое-то время еще продолжалась за счет радиоактивного разогрева недр – собственно, поэтому марсианские вулканы такие большие: движение плит отсутствовало и извержения многократно повторялись на одном и том же месте. Магнитное поле исчезло и атмосфера, плохо удерживаемая слабой гравитацией и не пополняемая извержениями, начала рассеиваться. А по мере рассеивания атмосферы слабел парниковый эффект.


Провинция Фарсида; наши дни. Два прыща слева – купола Библиды и Улисса, вулканов, образовавшихся в нойскую эру. Ширина их оснований – более 100 км, высота – 3 и 5 км соответственно. Большие фурункулы – вулканы Арсия, Павлина и Аскрийский, 9-, 14- и 18тысячники соответственно, гораздо моложе. Справа – Лабиринт Ночи, переходящий в долину Маринера.

Марс; долина Маринера
haritonoff: иные миры

На Марсе найдены следы древних рек
На Марсе сделано сразу два открытия, свидетельствующих о наличии на планете в прошлом развитой гидросистемы, она могла привести к зарождению жизни.

Первое открытие сделано Европейским космическим агентством ESA с помощью искусственного спутника планеты Mars Express Orbiter. Этот аппарат провел стереосъемку с высоким разрешением долины Релл – участка нагорья Земля Прометея, где ранее были зафиксированы похожие на каналы структуры. Снимки подтвердили, что это высохшее русло реки с притоками, которая собирала дождевую воду и несла ее порядка 1500 км в гигантский бассейн равнины Эллада.

Русло, достигавшее 7 км в ширину и 300 м в глубину, было проделано водой в Гесперийскую марсианскую геологическую эру, которая завершилась от 3,5 до 1,8 миллиарда лет назад. Вокруг русла обнаружили также множество структур, характерных для прохождения грязи и льда.

Другое открытие сделало Национальное аэрокосмическое агентство США (NASA) по снимкам, полученным орбитальным аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter. Спектроскопическая съемка обнаружила на дне кратера Маклафлин 2,2 км глубиной и 92 км диаметром признаки отложений карбонатов и глинистых минералов, характерных для дна водоемов.

Следы заполненных ледяной грязью кратеров

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

%d такие блоггеры, как: