Изучение формы каналов открывает геологическое прошлое Марса и других тел Солнечной системы

Орбитальные изображения Марса давно подтвердили, что на его поверхности присутствуют разводы каналов, образованные водой. Однако формирование планеты также претерпевало воздействие вулканической активности, создававшей лавовые потоки, в то время как некоторые структуры возникли в результате криовулканизма, когда лед прорывался наружу.

Эти три процесса — вода, лава и лед — добавляют сложности в попытки ученых восстановить геологическую историю красной планеты. Недавнее исследование предлагает способ, позволяющий различать каналы, образованные каждым из этих факторов, через изучение формы их изгибов.

Когда космический аппарат NASA Mariner 9 прибыл на орбиту Марса в 1971 году, он столкнулся с глобальной пылевой бурей. Закончив её, зонд передал первые подробные снимки поверхности, включая Олимп — грандиозный вулкан в Солнечной системе, и долины Маринер — каньоны, которые превосходят земные по своим масштабам. Однако наиболее значительным открытием стали структуры, напоминавшие высохшие русла рек. Вначале ученые связывали их с водой, но низкое разрешение изображений не позволило исключить вероятное вулканическое происхождение.

Современные инструменты, как камера HiRISE на аппарате Mars Reconnaissance Orbiter, предоставили снимки с высокой детализацией. В настоящее время известно, что большинство крупных каналов на Марсе созданы водой, однако следы лавы также заметны. Криовулканизм, вероятно, привел к образованию лишь незначительных оврагов. Тем не менее, разграничение этих процессов остаётся сложной задачей, не только на Марсе, но и на других телах в Солнечной системе.

Исследователи изучили 294 изгиба лунных лавовых каналов, 466 изгибов ледяных каналов и 2766 изгибов речных русел на Земле. Обнаружилось, что изгибы, созданные водой, отличаются уникальной асимметрией. Речные каналы формируются за счет центробежной силы: стремительные потоки размывают внешние стороны поворотов, а внутренняя часть обогащается осадками, усиливая изгиб. Ледяные и лавовые каналы, наоборот, формируются путем термической эрозии без отложений, что приводит к менее выраженным формам.

«Различие в масштабе изгибов настолько велико, что алгоритмы, нацеленные на лунные лавовые каналы, не справляются с анализом земных рек. Это не ошибка в программировании — это фундаментальные отличия,» — объясняет руководитель исследования Хуан Васкес.

Ученые также выяснили, что лавовые и ледяные каналы чаще имеют изгибы, смещенные вниз по течению, тогда как речные идут вверх. На Марсе, к примеру, каналы на склонах вулканов интерпретируются как следы лавы или результат таяния снега. «Теперь, измеряя асимметрию изгибов, можно определить их природу,» — отметил соавтор исследования Тим Гоудж.

Метод требует дальнейших улучшений: отдельные каналы могут демонстрировать аномалии. Но уже собранные данные помогают изучать не только Марс, но и спутник Сатурна Титан, где жидкие углеводороды создают русла. Орбитальные снимки не могут определить, вызваны ли их изгибы отложением грунта или плавлением льда. Анализ морфологии изгибов может дать ответ.

 

Источник: iXBT