Остатки береговой линии марсианского палеоокеана ― обнажения осадочных пород ― были найдены китайским марсоходом «Чжужун» в южной части равнины Утопия, на краю северных низменностей. Характер их слоистости и размер осадочных частиц говорят о том, что эти породы отлагались на морском мелководье, а не в речных потоках. Однако древняя береговая линия во многих местах была разрушена крупными наводнениями, а также деформировалась в ходе разрядки коровых напряжений, сопровождавших, как полагают ученые, миграцию полюсов Марса. Причиной этой миграции могло стать мощное импактное событие или масштабная вулканическая активность, которая привела к формированию плато Фарсида.

Чтобы прояснить вопрос об устойчивости границ марсианского палеоокеана, геофизик Хай Лю (Hai Liu) из Университета Гуанчжоу и его коллеги из Китая и США проанализировали записи георадиолокационных наблюдений ровера «Чжужун», полученные на низкочастотном (15–95 мегагерц) канале в мае 2021 ― апреле 2022 года. Эти данные позволили оценить относительную диэлектрическую проницаемость пород и построить профиль распределения подповерхностных структур по линии движения марсохода.

На протяжении 1,3 километра направление маршрута «Чжужуна» было близко к меридиональному, причем ровер двигался почти перпендикулярно предполагаемой береговой линии древнего океана. На этом участке георадарные записи зафиксировали многочисленные поверхности отражения электромагнитных волн, залегающие на глубинах от 10 до 35 метров. Всего таких структур, равномерно распределенных вдоль пути следования, ученые насчитали 76, и все они оказались наклонены к северу. Углы их наклона распределяются в диапазоне 6–20 градусов со средним значением 14,5 градуса (стандартное отклонение составляет 2,9 градуса). Полученная картина полностью аналогична геометрии прибрежных морских отложений на Земле, которые располагаются также параллельными слоями с наклоном в сторону океана под углами 4–26 градусов.

Оценки относительной диэлектрической проницаемости пород, слагающих слоистые подповерхностные структуры вдоль маршрута марсохода, колеблются в пределах от трех до семи со средним значением около 4,4. Это позволило исследователям исключить из рассмотрения гипотезу об их вулканическом происхождении, так как среднее значение этой величины, ранее определенное для лавовых потоков на Марсе, составляет около 9,6. Кроме того, лавовые слои располагаются неравномерно, что говорит о чередовании спокойных периодов с эпизодами извержений. Маловероятным представляется и эоловое (ветровое) происхождение найденных «Чжужуном» слоистых структур: в этом случае углы падения слоев должны варьировать гораздо сильнее, и в погребенных дюнах наблюдалась бы ярко выраженная косая слоистость. Поэтому Хай Лю и его коллеги пришли к выводу, что обнаруженные на равнине Утопия структуры сформированы накоплением прибрежных осадков во время существования древнего северного океана.

Судя по равномерности расположения слоев, это накопление происходило медленно и постепенно, в процессе длительной проградации ― выдвижения береговой полосы в океан. На радарограмме обнаружились и менее заметные слои, падающие на юг, в сторону древней суши. В итоге складывается картина рельефа, сформированного волновым накатом в зоне прибрежных осадков. При средней диэлектрической проницаемости около 4,4 можно полагать, что они состояли из ила, мелко- и среднезернистых песчаных частиц и гальки. Первичным источником их могли быть реки, достаточно удаленные от района исследований, чтобы их русловые или дельтовые отложения не оставили следа в георадарных данных. Чтобы установить, как долго отступал палеоокеан в этом районе, нужны дополнительные данные, но, исходя из скорости проградации на Земле (10–40 сантиметров за тысячу лет), Хай Лю с коллегами оценили длительность этого периода в десятки миллионов лет. Впоследствии жидкая вода постепенно исчезла с поверхности Марса по мере высыхания климата, а осадочные отложения покрылись реголитом.

Источник: N+1

Оригинальная статья: https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2422213122