Долины Маринера: как сформировался крупнейший каньон Солнечной системы

Долины Маринера (лат. Valles Marineris) — крупнейшая система каньонов в Солнечной системе. Она простирается более чем на 4 000 километров вдоль марсианского экватора.

Ширина этого образования достигает 600 километров, а глубина — 11 километров. Для сравнения: знаменитый Большой каньон в США, являющийся крупнейшей системой каньонов на Земле, имеет протяженность около 446 километров; его ширина достигает 29 километров, а глубина — 1,8 километра.

Если бы Долины Маринера оказались на Земле, они протянулись бы примерно от Москвы до Ташкента.

Свое название долины получили в честь орбитального аппарата NASA "Маринер-9", который в 1971 году обнаружил их и передал на Землю первые изображения.

Формирование Долин Маринера началось миллиарды лет назад, когда Марс был значительно более геологически активной планетой. Имеющиеся данные, вкупе с моделированием, показывают, что эта гигантская система каньонов возникла в два этапа: сначала появился тектонический разлом, а затем его углубили процессы эрозии.

Тектонический разлом

Основная причина появления Долин Маринера связана с формированием вулканического плато Фарсида — огромного нагорья к западу от каньонов. В этом регионе расположены четыре гигантских потухших вулкана, включая Олимп — самую высокую гору в Солнечной системе.

Когда в недрах Марса поднимались огромные массы магмы, кора планеты испытывала колоссальное напряжение. Она растягивалась и трескалась, образуя гигантские разломы. В результате на поверхности Марса появилась глубокая трещина протяженностью тысячи километров — зачаток будущих Долин Маринера.

Эрозионные механизмы

Однако тектонический разлом заложил лишь основу этой мегаструктуры. Формирование каньонов продолжилось позже, когда в игру вступили процессы эрозии.

Миллиарды лет назад атмосфера Марса была намного плотнее, а на поверхности стабильно присутствовала жидкая вода, потоки которой углубляли разломы, разрушали стенки и вымывали породу, постепенно расширяя каньоны.

Позднее, когда Марс утратил большую часть своей атмосферы и воды, ключевым фактором дальнейшего разрушения пород стала ветровая эрозия. Глобальные пыльные бури, иногда охватывающие всю Красную планету, медленно стачивали стенки каньонов и уносили мелкие частицы породы. Примечательно, что этот процесс продолжается и сегодня, хотя его масштабы значительно меньше, чем в прошлом.

Геологический архив Марса

Снимки, полученные орбитальными аппаратами Европейского космического агентства "Марс-экспресс", NASA "Викинг-1", "Викинг-2", Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) и "Марс Одиссей", Китайского национального космического управления "Тяньвэнь-1", Индийского космического агентства "Мангальян" и космического агентства ОАЭ "Аль-Амаль", показывают сложную слоистую структуру стенок каньонов. Это подтверждает гипотезу поэтапного формирования долин, а также отражает изменения климата и геологической активности Марса.

Сбор образцов из разных регионов Долин Маринера с их последующей доставкой на Землю для анализа в лабораториях позволил бы восполнить множество пробелов в истории Марса. Мы могли бы узнать гораздо больше о древней вулканической и тектонической активности, о том, сколько воды было на поверхности и куда она делась, как менялся климат и как Марс терял атмосферу. Но миссия такого формата, если однажды и будет организована, вряд ли состоится в ближайшее десятилетие.

Что на самом деле ищут роверы на Марсе?

Утро в марсианском кратере Гейла. Холодный, пыльный пейзаж, освещенный бледным солнечным светом. Цветное изображение было получено 8 января 2018 года ровером NASA Curiosity.

Кратер Гейла — одно из самых интересных мест на Марсе. Его диаметр составляет около 154 километров, а в центре возвышается гора Шарп — гигантская структура высотой более пяти километров. Ее многослойная структура представляет собой своего рода "архив", в котором записана климатическая история планеты.

Именно здесь работает ровер Curiosity с 6 августа 2012 года, изучая породы и пытаясь понять, были ли когда-то на Марсе условия, пригодные для жизни.

Любопытно, что ни Curiosity, ни его младший "брат" Perseverance не способны напрямую обнаружить жизнь на Марсе. Но они и не ищут саму жизнь — они пытаются выяснить, были ли когда-то на Марсе условия, пригодные для ее существования.

Связано это с ограничениями их оборудования. На борту нет инструментов, которые могли бы однозначно зафиксировать микроорганизмы или, например, окаменелые остатки древней жизни. Это слишком сложная задача для автономных аппаратов, работающих в среднем за 225 миллионов километров от Земли.

Зато у них есть способность анализировать химический состав пород и атмосферы. И в этом они преуспели.

Оба ровера уже обнаружили на Марсе органические соединения — углеродсодержащие молекулы, которые считаются важными "кирпичиками" жизни. Curiosity нашел древнюю органику в осадочных породах кратера Гейла, а Perseverance зафиксировал разнообразные органические молекулы в кратере Езеро, где он находится с 18 февраля 2021 года. Кроме того, Curiosity выявил сезонные колебания метана в атмосфере — газа, который на Земле нередко связан с биологической активностью, хотя на Марсе он может иметь и небиологическое происхождение.

Все это не является однозначным доказательством присутствия жизни, но расценивается как важный сигнал: когда-то на Марсе могли существовать условия, пригодные для ее возникновения.

Перед Perseverance стоит еще одна задача. Он не только анализирует образцы, но и собирает их для будущей доставки на Землю. Ровер бурит породу, извлекает керны и герметично запечатывает их в специальные контейнеры. Обычно Perseverance берет пары образцов, оставляя один экземпляр у себя "в животе", а дубликат — на поверхности. Делается это на тот случай, если с марсоходом что-то произойдет и достать образцы из него не получится. В таком случае на Марс можно будет отправить небольшие дроны, которые соберут дубликаты.

К сожалению, в настоящее время у NASA финансовые проблемы, поэтому миссия по доставке образцов повисла в воздухе.

Иногда я фантазирую о том, как наука объединяет все человечество и Китайское национальное космическое управление (CNSA) предлагает NASA организовать совместную миссию по доставке образцов, научную ценность которой трудно переоценить.

Если однажды марсианский грунт все же окажется в земных лабораториях, то более точные методы анализа — те, которые невозможно реализовать с помощью роверов, — способны обеспечить определенность в вопросе о том, была ли на Марсе когда-то жизнь.

Фобос с нового ракурса на снимке космического аппарата ОАЭ «Надежда»

Аппарат смог приблизиться к марсианской луне на рекордную дистанцию в 100 км и сделал этот снимок дальней стороны Фобоса в хорошем качестве.

Зонд Hera сфотографировал Марс и Деймос

Европейский космический аппарат Hera 12 марта выполнил пролет Марса и с расстояния примерно 5000 километров от его поверхности сделал снимки планеты и ее спутника Деймоса.

Зонд был запущен 7 октября 2024 года и отправился в длительное путешествие по Солнечной системе. Его конечная цель — астероид Диморф, в который в 2022 году врезался зонд DART. Hera изучит последствия этого столкновения.

Аппарат имеет размеры 1,6 × 1,6 × 1,7 метра, массу 1128 кг и оснащён двумя солнечными панелями. В его арсенале — камеры, спектрометры, тепловизоры, альтиметр и лидар, позволяющие картографировать поверхность астероидов Диморф и Дидим, а также анализировать их орбиты.

Гигантский "шрам" Марса

Перед вами часть Долины Маринера (лат. Valles Marineris), крупнейшей системы каньонов в Солнечной системе, запечатленная китайским орбитальным аппаратом "Тяньвэнь-1" в начале 2022 года. Изображение было получено с высоты в 762 километра в рамках полного картографирования поверхности планеты.

Долины Маринера простираются более чем на 4 000 километров — почти четверть окружности Красной планеты — и достигают глубины около 11 километров. Для сравнения: Большой каньон в США в 10 раз короче и почти в 5 раз мельче. Если бы эта структура находилась на Земле, то она протянулась бы от Москвы до Ташкента.

Считается, что формирование Долин Маринера началось миллиарды лет назад как тектонический разлом, связанный с образованием вулканического плато Фарсида (огромное вулканическое нагорье к западу от долин Маринера, где расположены четыре гигантских потухших вулкана, включая Олимп). Затем в игру вступила эрозия — водная и ветровая, — которая углубила и расширила первоначальный разлом, создав эту колоссальную систему каньонов, которую мы наблюдаем сегодня.

Космический аппарат "Тяньвэнь-1" прибыл к Марсу 10 февраля 2021 года, а 14 мая спустил на его поверхность ровер Zhurong — первый и сразу успешный опыт Поднебесной в освоении Красной планеты. Орбитальный аппарат завершил полное картографирование в июне 2022 года, выполнив 1 344 витка.

Поверхность Марса, обозреваемая марсоходом Curiosity

Марсианский пейзаж с теневым селфи, снятый аппаратом Perseverance.

3 марта 2026 года.

Крупные ударные кратеры на равнине Утопия

Следы Perseverance на Марсе

Облака над Марсом