Со времен пролета советской станции Марс 1 в 1963г, в окрестностях красной планеты побывало четыре десятка искусственных посланцев Земли, более 10 аппаратов достигли поверхности планеты. В сумме было получено огромное количество информации, изменившее навсегда наши представления о красной планете. Из возможной колыбели высших форм жизни, Марс предстал сухим и холодным миром.
Впрочем, этот мир был таким не всегда. Геологическое прошлое Марса разделяется на три периода:
Нойская эра
Начинается с образованием поверхности Марса более 4 млрд лет назад. Для регионов, формировавшихся в те времена свойственны огромные ударные кратеры на поверхности Марса в сотни и тысячи километров. Эти зоны занимают основную часть южного полушария планеты, где совершали посадки первые аппараты, достигшие поверхности Марса – Марс 2, 3 и 6. Эти же регионы были первыми, которые были сняты во время первого удачного пролета аппарата Mariner 4 в 1964г.
В ту эру Марс обладал очень плотной атмосферой и внушительной гидросферой – глобальными океанами. Причем марсоход Opportunity, работающий на Марсе вот уже 10 лет, примарсившийся недалеко от древних кратеров Эребус и Индевор, обнаружил в них убедительные доказательства существования пресной воды миллиарды лет назад. Тогда же Марс располагал полноценным магнитным полем, остатки которого впервые зафиксированы советскими станциями Марс 2, 3 и 5 (оно в 500 раз слабее земного), а так же тектоникой плит, как на Земле (аппарат Mars Global Surveyor).
Гипотетические океаны Марса к концу нойской эры:
Конец нойской эпохи ознаменовался прекращением Тяжелой Бомбардировки 3,5 — 3,7 млрд лет назад, во время которой и образовалось большинство выше упомянутых кратеризированых регионов. Поверхность нашей Луны так же приняла свой современный вид в ту эпоху. Тогда же образовался и 154 км кратер Гейла, который в следующие эпохи, как и кратер Гусева, будет заполнен водой.
Гесперийская эра
Геология Марса определяется уже не метеоритными ударами, а началом вулканической активности. Эта эра была промежуточной, во время которой начали формироваться крупные вулканы провинции Фарсида – Олимп, горы Арсия, Павлина и Аскрийская, a так же нагорья Элизиума. По наиболее популярной среди ученых гипотезе, данная активность могла быть отголоском столкновения Марса с крупным планетоидом поперечником в 2000км на заре своего существования. Этим бы объяснялось появление гигантского Северного Басейна на Марсе.
Уже в гесперийскую эру Марс располагал постоянной гидросферой – океан, занимавший северные равнины по объему был сравним с нынешним Северным Ледовитым океаном на Земле. В этом приполярном регионе, орбитальный аппарат Odyssey обнаружил огромные залежи льда под поверхностью, что было подтверждено успешной работой примарсившегося здесь аппарата Phoenix. Еще один океан занимал низменность Утопия (Utopia planitia), в северном полушарии, выбранном для места работы Viking 2. В низких и умеренных широтах было множество рек и озер (кратер Гейла, кратер Гусева).Образование провинции Фарсида (Тарсис) вероятно привело к появлению гигантского каньона известного как долины Маринера. Каньон был обнаружен первым искусственным спутником Марса – Mariner 9 в 1971 году.
Вулканы региона Фарсида (Тарсис), слева крупнейший в солнечной системе вулкан Олимп. Справа крупнейший каньон в солнечной системе долины Маринера.
Марс гесперийской эры:
Огромные ледники на высоких плато южнее этого региона, подтапливаясь, текли через долины Маринера в северную равнину Хриса, провоцируя огромные потопы. На этой равнине, еще давно заинтересовавшей ученых (благодаря работе Mariner 9), в 70ых работал аппарат Viking 1.
Амазонийская эра
К началу следующей, Амазонийской эры 2,5 млрд лет назад, Марс располагал плотной атмосферой аналогичной Земной, с высокими температурами (до +30) и давлением до 1 бара (около 100 000 Па). Тогда же образовалась долина Ареса (южнее равнины Хриса), через которую в Северный океан из южных нагорий стекал поток крупнее Амазонки. В этой долине в 97ом году работал Mars Pathfinder.
Долина Ареса (указанна стрелками), «впадающая» на равнину Хриса:
Амазонийская эра характеризуется долгим процессом катастрофического изменения климата Марса. Сформировались крупнейшие вулканические регионы Элизиума и Фарсиды, появлялись и исчезали моря и океаны. Примерно 1 млрд лет назад Марс принял современный вид. Скорее всего, причина в постепенном остывании недр Марса, рассеянии ее атмосферы в виду низкой гравитации и огромными перепадами температур в геологических масштабах времени, вызванные неустойчивостью оси суточного вращения планеты (устойчивость Земной оси поддерживается Луной).
Современный Марс:
Наиболее интересна возможность существования жизни на планете во влажные и теплые времена, не исключено что она могла существовать на стыке гесперийской и амазонийской эпох (а возможно и сегодня). Уточнение геологического прошлого Марса могло бы пролить свет на этот вопрос. С этой точки зрения осадочные породы покрывающие гору Эолиды (бывш. гора Шарпа) в центре кратера Гейла, представляют исключительный интерес. Предположительно они накапливались в течении 2 млрд лет и могут многое поведать о прошлом планеты и процессах происходивших в озере, в древности заполнявшем кратер.
Кратер Гейла и место посадки Curiosity / Оригинальное видео посадки марсохода в кратер Гейла:
Первоначально в кратер Гейла должен был спуститься марсоход Spirit, но из-за недостаточной совершенности технологий того времени, выбор был сменен на кратер Гусева. Сегодня гора Эолиды главная цель марсохода Curiosity.
По данным орбитальных аппаратов Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter и во многом благодаря работе европейского аппарата Mars Express, водные запасы северной и южной полярных шапок Марса оцениваются в 2,4 млн км3 (вчетверо больше запасов Черного моря). А с учетом зафиксированных запасов под поверхностью Марса – 52 млн км3 воды, что почти в три раза больше объема Северного Ледовитого океана.
Южная полярная шапка Марса, спектрометр Mars Express. Светло-розовым цветом отмечен «сухой» лед (СО2), от зеленого до синего преимущественно водяной лед:
Видео орбитального движения Mars Express:
Атмосферное давление на Марсе равно примерно 700 па, сильно завися от высоты. При таких условиях существование жидкой воды на поверхности невозможно. За исключением дна долин Маринера и области Эллада (Hellas Planitia) в южном полушарии планеты. Так как они находятся на 7 км ниже средне марсианского уровня, атмосферное давление там вдвое выше обычного – до 1400 Па, что допускает существование жидкой воды на поверхности при температурах от 0 до 10°C (обычные летние температуры в этих широтах). Предельно низкое давление, которое способен вынести человек, выше в 30 раз – 35 000 Па.
Однако условия на Марсе не отвергают возможность существования примитивной жизни приспособленной к экстремальным условиям (как экстремофилы на Земле). Тем более что климатические изменения на Красной планете происходили достаточно медленно, что бы живые организмы могли к ним приспособиться. Во всяком случае тесты на присутствие живой органики, проведенные аппаратами серии Viking в 70ых, не позволили сделать однозначные выводы на этот счет.
