Учёные раскрыли тайну марсианских оврагов: виноват не ледяной океан, а сухой лёд

На поверхности Марса обнаружены тысячи извилистых оврагов, происхождение которых десятилетиями оставалось загадкой. Одни учёные считали, что их образовала жидкая вода, другие — потоки грязи или ледниковые процессы. Однако новое исследование специалистов из Утрехтского университета (Нидерланды) доказало: овраги возникли из-за сублимации сухого льда, то есть мгновенного превращения твёрдого углекислого газа в газообразное состояние.

Результаты эксперимента опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.

Как провели эксперимент

Чтобы воспроизвести условия Марса, исследователи построили герметичную камеру с пониженным давлением и температурой, близкой к -120 °C. Внутри они создали наклонную песчаную поверхность, имитирующую дюны Красной планеты, и поместили на неё куски замороженного углекислого газа.

Когда камера постепенно нагревалась, лёд начинал сублимировать - переходить из твёрдого состояния сразу в газ. Образовавшийся газ расширялся, создавая взрывное давление, которое приподнимало ледяной блок и заставляло его скользить вниз по склону, выбрасывая песок в стороны.

Так появлялись узкие извилистые траншеи, очень похожие на овраги, видимые на спутниковых снимках Марса.

"Мы показали, что образование оврагов может происходить без участия жидкой воды или живых организмов, исключительно за счёт физических процессов, характерных для Марса", — говорится в отчёте исследователей.

Что происходит на Марсе зимой и весной

На Красной планете зимой температура на поверхности дюн опускается до -120 °C. В этих условиях образуется слой сухого углекислотного льда, который покрывает песок.

С наступлением весны дюны нагреваются, лёд отрывается от поверхности и начинает сублимировать. При этом создаётся высокое давление под ледяным блоком, который словно "взрывается" и начинает скользить по склону, оставляя за собой канал из выброшенного песка.

Форма оврага зависит от размера глыбы льда и угла наклона поверхности:

• маленькие куски оставляют тонкие извилистые следы,

• крупные создают широкие, глубокие каналы, напоминающие речные русла.

Почему это открытие важно

До недавнего времени существовали версии, что овраги — следствие протекания жидкой воды в древнем климате Марса. Однако новое исследование показывает, что вода вовсе не обязательна для формирования таких структур.

Опыты доказали:

• овраги образуются даже в сухих, холодных условиях;

• активное вещество — углекислый газ, а не вода;

• процесс повторяется сезонно, когда Марс переходит из зимы в весну.

Таким образом, это открытие помогает объяснить, почему овраги продолжают появляться и сегодня, хотя жидкая вода на поверхности планеты давно отсутствует.

"Понимание этих естественных процессов важно не только для Марса, но и для изучения геологической динамики Земли", — подчеркнули авторы исследования.

Таблица "Сравнение": старые и новые гипотезы происхождения оврагов

Ошибка → Последствие → Альтернатива

1. Ошибка: считать, что овраги — признак существования воды.
   Последствие: неверное понимание климатической истории Марса.
   Альтернатива: учитывать роль углекислого газа и сезонных циклов.

2. Ошибка: игнорировать физические процессы, не связанные с биологией.
   Последствие: ложные выводы о "жизни" на Марсе.
   Альтернатива: анализировать геологию через моделирование естественных условий.

А что если такие процессы происходят и на Земле

Хотя на нашей планете нет подобных температур и давления, аналогичные процессы могут происходить в районах вечной мерзлоты или на антарктических ледяных пустынях, где сублимация также формирует необычные рельефы.

Это открытие помогает лучше понять, как физические процессы без участия воды могут формировать сложные ландшафты — не только на Марсе, но и в других частях Солнечной системы, например, на спутнике Плутона — Хароне.

Плюсы и минусы гипотезы о сухом льде

Три интересных факта

1. Сухой лёд на Марсе образуется не только на дюнах, но и в кратерах — его слой может достигать нескольких метров толщины.

2. На фотографиях со спутника Mars Reconnaissance Orbiter овраги продолжают появляться даже сейчас — что подтверждает активность процессов.

3. Термин "сублимация" происходит от латинского sublimare — "возносить вверх", что буквально описывает переход вещества из твёрдого состояния в газ без промежуточной стадии жидкости.

Исторический контекст

1. Первые снимки оврагов получены зондом Mars Global Surveyor в конце 1990-х годов.

2. Тогда предполагалось, что их сформировали потоки талой воды, что вызвало сенсацию.

3. Лишь спустя два десятилетия лабораторные эксперименты позволили дать физическое объяснение их образованию.

FAQ

Может ли процесс происходить сегодня?
Да, овраги продолжают формироваться каждый марсианский год в период сезонного потепления.

Как это влияет на будущие миссии?
Понимание динамики дюн поможет планировать маршруты марсоходов и выбирать безопасные места для посадки.

Есть ли связь между оврагами и возможной жизнью на Марсе?
Нет, образование этих структур не требует участия воды или организмов.

Мифы и правда

Миф: овраги — следы древних рек.
Правда: они образуются за счёт сублимации углекислого льда, без участия жидкости.

Миф: такие образования встречаются только на Марсе.
Правда: аналогичные следы могут формироваться и на холодных спутниках планет.

Миф: если на Марсе нет воды, значит, геология "мёртвая".
Правда: планета остаётся динамичной — сезонные процессы продолжают менять её поверхность.