Палеомегариплы, как видно на Марсианской Terra Sirenum с помощью научного эксперимента по визуализации высокого разрешения, имеют постоянные длины волн гребней, многочисленные трещины и кратеры и могут быть частично покрыты древними потоками лавы. Кредит: NASA/JPL/Университет Аризоны.
Давным-давно потоки ветра и воды сформировали пластичный песок и осадочные породы Марса в дюны, рябь и другие ландшафтные узоры, называемые формами ложа. За миллиарды лет некоторые из этих форм рельефа затвердели в скалу — ученые называют их палеоформами ложа. Застывшие во времени изменения происходят только в форме медленной эрозии пыльными ветрами, погребения древними потоками лавы или случайного падения метеорита.
Группа исследователей под руководством старшего научного сотрудника Института планетарных наук Мэтью Хойнацки нанесла на карту и охарактеризовала палеоформы ложа по всей красной планете, чтобы лучше понять их разнообразие и древний климат Марса. Статья была опубликована в журнале Геоморфология.
С 2013 года Хойнацки работал над HiRISE, научным экспериментом по визуализации высокого разрешения на Mars Reconnaissance Orbiter, или MRO, NASA.
«Я собрал коллекцию изображений HiRISE, на которых были эти странные особенности, похожие на очертания поверхности, но они были изрыты кратерами и покрыты камнями. Они выглядели дряхлыми и окаменевшими», — сказал Хойнацки. «Мы хотели провести более глубокое исследование».
Их исследование выявило палео-формы пластов в ландшафтах разного возраста, широты и геологического контекста, включая кратеры, каньоны и бассейны. Их можно разделить на группы, называемые палеодюнами и палеомегариплами, которые были сформированы ветром; речными палеодюнами, которые были сформированы водой; и дюнными отливными ямами, которые были палеодюнами, настолько размытыми, что после них осталась только неглубокая впадина.
Палеоформы пластов были обнаружены по всей планете, но большинство из них были сосредоточены в долинах Маринера и Атабаска, около экватора; Лабиринт Ночи, к западу от долин Маринера; Равнина Аркадия на северных низменностях; Равнина Эллада в южном полушарии и переход от возвышенности к низменности между Arabia Terra и Apollinaris Mons.
«Самыми убедительными и недвусмысленными палеоформами пластов были дюны», — сказал Хойнацкий. «Многие из этих палеодюн являются точной копией современных дюн, они просто выглядят более дряхлыми».
Наиболее распространенными палео-формами рельефа были палеомегарифли, которые выглядят как большие поля параллельных хребтов. Эти более мелкие формы рельефа возникают, когда ветер дует над обильным крупным песком.
«Палеомегарифли также убедительны, но немного меньше, чем дюны, потому что есть другие геологические процессы, которые могли сформировать похожие на вид формы рельефа», — сказал Хойнацки.
Основываясь на том, что команда знала о современных мегарифлях, они предложили эволюционную модель для этих особенностей: ветер сначала формирует их, а затем в конечном итоге останавливается, позволяя песку затвердеть и сцементироваться в скалу, что приводит к их сохранению и в конечном итоге к деградации.
Самые редкие и наиболее сильно деградировавшие палео-формы ложа, вероятно, были сформированы древней водой, называемыми речными палео-формами ложа. Команда нашла их только в том, что, как считается, является остатками древних мегапотопов.
Хойнацкий сказал, что он был удивлен, что они не нашли больше таких речных палео-форм ложа.
«На Марсе много сухих речных русел, где могли сформироваться более речные русла, но, по-видимому, их небольшой размер и заполнение русла не способствовали их сохранению», — сказал он.
По оценкам команды, большинство палео-слоев были зацементированы в геологическую летопись около 2 миллиардов лет назад или позже. Большинство слоёв, вероятно, были погребены после их формирования и перемещения, вероятно, из-за вулканической активности, такой как потоки лавы или падение пепла, пока эрозия не открыла их снова, в то время как другие зацементировались в скале, так и не будучи погребенными.
«В других случаях активные песчаные дюны вдоль северной полярной шапки мигрируют по более старым палеодюнам, что приводит к их эрозии. Сезонный лед также может разрушать дюны», — сказал Хойнацки. «Разнообразие этих форм ложа говорит о разнообразии динамики и условий, действующих в Солнечной системе».
Теперь, когда это исследование выявило большой образец палеоформ ложа на Марсе, команда надеется определить современные поля дюн, которые могут двигаться в том же направлении.
«В то время как многие формы ложа на Марсе активны и мигрируют сегодня, другие поля статичны и демонстрируют доказательства некоего процесса стабилизации, который в конечном итоге может привести к литификации», — сказал Хойнацки. «Мы надеемся, что понимание этого континуума позволит нам лучше понять меняющиеся климатические условия красной планеты».
Дополнительная информация: Мэтью Чойнацки и др., Глобальное исследование палеоформ на Марсе, Геоморфология (2024). DOI: 10.1016/j.geomorph.2024.109428
Информация о журнале: Геоморфология
Предоставлено Институтом планетарных наук
