Mars, fotografie přes Pixabay
Asi před 3, 5 miliardami let se Mars začal přesouvat z vlhčího, teplejšího klimatu na suchou a studenou planetu, kterou dnes vidíme. Toto období geologických změn, známé jako Hesperiánský věk, bylo turbulentní. Červená planeta zaznamenala rozsáhlé sopečné výbuchy a katastrofické záplavy, když se roztavený led řítil do širokých kráterů a vytvářel jezera. Tyto přírodní katastrofy vyřezávaly do povodí síť povodí zvanou odtokové kanály, narušovaly terén a přetvářely krajinu planety. Přesný konec tohoto geologického období v dějinách Marsu není znám, ale vědci dávají hrubý odhad před 3 miliardami let.
Později se mnoho z těchto odtokových kanálů pokrylo lávou a pohřbily důkazy o geologické historii Marsu. Nyní však nová mapa podpovrchové planety poprvé ukazuje, jak jeden z těchto skrytých kanálů vypadá ve třech rozměrech. Výsledky, zveřejněné dnes v časopise Science, rekonstruují Marte Vallis, největší z nejmladších kanálů na Marsu. Marte Vallis se nachází v oblasti Elysium Planitia, rozloha rovin podél rovníku a nejmladší sopečné oblasti na planetě .
Chcete-li vytvořit 3D mapu, vědci použili data z Shallow Radar, zařízení, které snímá kapalinu nebo zmrzlou vodu pod Marsovou kůrou. Tato technologie, známá jako SHARAD, je na palubě kosmické sondy Mars Reconnaissance Orbiter NASA, která v současné době krouží kolem planety, aby studovala její klima. Orbitální radar SHARAD pracuje téměř stejným způsobem jako lékařské skenování. Vysílá signály na povrch, z nichž některé se automaticky odrazí zpět do kosmické lodi. Signály, které se snadno neodrazí, mohou proniknout do Marsovy kůry a registrovat zakopané struktury před návratem do zařízení. Data se objevují ve dvourozměrných průřezech, které se pak spojí dohromady, aby se vytvořila 3D reprezentace. Tímto způsobem byla odhalena hluboce drážkovaná sada kanálů.
3D vizualizace pohřbených kanálů Marte Vallis pod hladinou Marsu. Obrázek přes Smithsonian Institution / NASA / JPL-Caltech / Sapienza University of Rome / MOLA Team / USGS
Systém kanálů, který je někde mezi 10 milióny až půl miliardou let, se rozprostírá na šířce 60 mil a rozprostírá se na více než 600 mil na délku. Od toho, co lze vidět na Marte Vallis z povrchu, jsou kanály ve struktuře podobné starším kanálovým systémům vysledovaným k Hesperian , ale láva, která zakryla mnoho jejich rysů, ztěžovala vědcům přesné odhady její hloubky.
Nová data ukazují, že měřítko eroze pro Marte Vallis bylo skutečně podceněno: hlavní kanál o šířce 25 mil je nejméně dvakrát tak hluboký, než naznačovaly předchozí přibližné odhady. Mapa ukazuje několik posazených kanálů, které vstupují do hlubšího a širšího hlavního kanálu. Tyto kanály kdysi ležely podél řady čtyř ostrovů, které povodně erodovaly do kopců ve tvaru slz.
Vědci zjistili, že geometrie rysů je podobná geometrii nejstarších kanálů planety, které láva méně zakrývá, což usnadňuje jejich studium. To také naznačuje, že Marte Vallis mohl být vyřezáván výhradně vodou, říká autor hlavní studie Gareth Morgan, geolog v Centru pro zemské a planetární studia Národního muzea vzduchu a vesmíru. Ve skutečnosti většina vědců na Marsu připouští, že odtokové kanály na Marsu byly vyřezávány vodou. Láva také vyřezává tunely tepelnou erozí zahříváním terénu, ale Morgan říká, že tento proces je nepravděpodobný pro rozsah eroze na kanálech Marte Valle. Rychlost tekoucí vody je také účinnější při erozi než proud lávy, který se může zachytit na skále, říká Morgan. Kromě toho láva vytváří tunely, které nejsou tak široké - obvykle jen několik kilometrů napříč - takže rozpadlé tunely nemohly odpovídat za velkou velikost kanálů.
Pomocí mapy dokázali vědci také určit zdroj povodňové vody: nyní zakopanou část zlomeniny Cerberus Fossae, řadu prasklin na povrchu planety. Vědci předpokládají, že voda z nádrže hluboko pod Marsovým povrchem byla vypuštěna blízkou tektonickou nebo sopečnou aktivitou a rychle vytvořila kanály. Tyto kanály by byly krátkodobou záležitostí, “říká Morgan. "Zlomenina by spojila tuto podzemní vodu s povrchem." Po krátkém trvání týdnů nebo měsíců by byl zdroj vyčerpán. “
Ale proč byla voda v té nádrži v době, kdy se věří, že zbytek Marsu je suchý? Autoři se domnívají, že voda se mohla během Hesperiánu shromáždit ve vodonosných vrstvách pod hladinou. Tato voda hypoteticky mohla zůstat stabilní v kapalné formě dlouho poté, co Hesperian skončil. Morgan má pocit, že 3D mapa by mohla poskytnout více důkazů na podporu této hypotézy, což ukazuje, že Mars byl mokrým místem v novější - na rozdíl od daleko starověké - minulosti.
Více než 20 podobných odtokových kanálů je rozloženo na povrchu planety a prodlužují se stovky mil na délku. Nejvýznamnější se nacházejí v Chryse Planitia, kruhové vulkanické pláni na severní polokouli Marsu. Největší, Kasei Valles, běží po délce 1500 kilometrů podél pláně.
Kataklyzmatické povodně, jako jsou ty, které formovaly Marsovy kanály, nejsou pro červenou planetu jedinečné. Přibližně před 14 000 lety se z jezera Missoula vynořila největší známá povodeň, prehistorická vodní plocha, která existovala na konci poslední doby ledové v dnešní Montaně. Vody erodovaly část krajiny státu Washington a vytvářely Channeled Scablands, terén, který se podobá marťanským odtokovým kanálům. Odhaduje se, že hlavní kanál Marte Vallis je hluboký 226 až 371 stop, což je hloubka srovnatelná s Channeled Scablands.
Takže pokud byly expanzní kanály na Marsu vytvořeny tryskající vodou, zůstává otázkou: Kde to všechno bylo dříve?
Některé z nich se odpařily, unášely na póly planety a srážely jako led na polárních čepičkách, Morgan říká. Podobně jako na Zemi máme i polární konce Rudé planety pokryty vrstvou ledu silnou na míle. Voda se také mohla seskupit do mělkých oblastí pod povrchem, kde také ztuhla - v roce 2008 mise Phoenix z Phoenixu potvrdila, že v porézní půdě, která tvoří velkou část povrchu planety, existuje led.
Morgan říká, že další možností je, že starodávná voda opět unikla hluboko pod zem a vytvořila velkou nádrž, která čeká na svou šanci znovu zaplavit.
