Марс: Эволюция

Марс на рубеже пренойской и нойской эр.

На сегодняшний день исследователи Марса наскребли достаточно данных, чтобы можно было примерно восстановить археологическую историю красной планеты.

Дело было так:

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?).

Кратер Гусева в начале нойской эры

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.

Кратер Гусева; нойская эра

3.5 млрд лет назад на Марсе наступило самое интересное – гесперийская эра. В гесперийскую эру Марс 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 озер 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.

Три метеорита марсианского происхождения – ALH 84001, Накла и Шерготти – о в которых были обнаружены образования, схожие с окаменелыми останками микроорганизмов, были выброшены с поверхности Марса как раз в гесперийскую эру.

Земля и Марс в архейскую/гесперийскую эру в масштабе

Море Гесперия; гесперийская эра

Море Маринера; гесперийская эра

2.5 миллиарда лет назад на Земле начался протерозой и земные фотосинтезирующие организмы начали поговаривать о том, что пора бы уже устроить этим анаэробам кислородную катастрофу. А вот на Марсе настала амазонийская эра. Климат стал катастрофически быстро меняться. Происходили мощнейшие, но постепенно затухающие глобальные тектонические и вулканические процессы, в ходе которых возникли крупнейшие в Солнечной системе марсианские вулканы, в частности 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: в долину Ареса с южных нагорий Марса стекал поток полноводнее Амазонки; расход воды в долине Касей превышал 1 млрд м³/с. 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. Эх, будь Марс побольше…

Испаряющееся соленое озеро

 в кратере Гусева; начало амазонийской эры

Высыхающие озера в районе Хаоса Арама;

начало амазонийской эры

Кратер Гусева в период потери атмосферы.

Солевая равнина на месте высохшего озера; в грязевых трещинах формируются зерна гематита. Метеоры не успевают сгорать, достигая поверхности планеты.

Умирающий Марс. Каньон Гебы

Примерно миллиард лет назад на Земле изобрели половое размножение, а на Марсе прекратились активные процессы в литосфере, гидросфере и атмосфере, и он принял современный облик…

Дно кратера Гусева; осень 2005 г.

Кратер Виктория; осень 2006 г.

Закат на Марсе; 19 мая 2005 года.

Марс

Снег на Марсе; 1979 г.

Русло марсианской реки; наши дни. Ширина русла около 7 км

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 18-тысячники соответственно, гораздо моложе. Справа – Лабиринт Ночи, переходящий в долину Маринера.