Олимп на Марсе: гигантский вулкан, который мог быть островом

Олимп — не просто крупнейший вулкан Марса. Это самая высокая известная гора во всей Солнечной системе. Если измерять от подножия до вершины, то его высота достигает примерно 26 километров, а диаметр основания составляет около 500 километров.

Для сравнения: высочайшая гора Земли — Эверест — имеет высоту 8 849 метров над уровнем моря. Олимп почти втрое выше.

При этом, если бы вы оказались на его склоне, то вряд ли поняли бы, что стоите на гигантской горе. Склоны Олимпа очень пологие: подъем настолько растянут, что напоминает скорее "бесконечную" равнину, чем типичный вулканический пик. Лишь из космоса становится ясно, насколько огромна эта структура.

Олимп — ярчайший пример щитового вулкана. Такие вулканы образуются, когда жидкая лава медленно растекается на огромные расстояния. Лава затвердевает, и следующее извержение покрывает ее новым слоем, что приводит к естественному увеличению размеров горы. На Земле похожим образом сформировались вулканы Гавайев, хотя марсианский гигант превосходит их во много раз.

Причина таких размеров связана сразу с несколькими особенностями Марса. Во-первых, сила тяжести там значительно ниже земной, поэтому вулканы могут вырастать гораздо выше, не разрушаясь под собственным весом. Во-вторых, на Марсе, вероятно, не было активной горизонтальной тектоники плит земного типа. Из-за этого горячая точка под поверхностью могла очень долго оставаться на одном месте, подпитывая Олимп новыми потоками лавы.

Особого внимания заслуживает тот факт, что основание Олимпа окаймлено уступом высотой в несколько километров, отдельные особенности которого напоминают структуры, которые на Земле возникают при взаимодействии лавы и воды. Одна из наиболее любопытных гипотез предполагает, что Олимп сформировался рядом с древним океаном или же был гигантским вулканическим островом.

Если эта гипотеза верна, то речь идет о событиях миллиардолетней давности — задолго до того, как планета превратилась в промерзлую пустыню.

Сегодня Олимп считается потухшим вулканом, хотя в прошлом он мог не только часто извергаться, но и оставаться активным дольше, чем большинство других вулканов Красной планеты.

Небольшой участок поверхности внутри марсианского ударного кратера Кроммелин

снятый космическим аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter.

Диаметр кратера составляет 114 километров, однако размер области на снимке всего порядка километра. Слоистая структура отложений внутри кратера, возможно, свидетельствует о разных климатических эпохах в его прошлом. Некоторые эпохи, вероятно, были довольно влажными.

солнечное затмение на Марсе

Такие затмения создаются Фобосом. Его орбита проходит на расстоянии всего 6 тысяч км от поверхности Марса. Но при этом, Фобос совсем небольшой. Его радиус составляет лишь 11 км. Поэтому спутник может закрыть не более половины солнечного диска. И это при том, что видимый размер Солнца на Марсе составляет 60% от его размера на земном небе.

Другое принципиальное отличие заключается в том, что орбита Фобоса почти идеально совпадает с марсианским экватором. Поэтому его прохождения по диску Солнца можно наблюдать в течение большинства дней местного года. Но поскольку Фобос движется очень быстро (ему нужно 7,6 часа на один виток вокруг Марса), затмение обычно длится порядка 30 секунд.

Что касается Деймоса, то он еще меньше Фобоса, а его орбита проходит куда дальше. Поэтому он может закрыть лишь 10% Солнца.

Детали марсианского региона Тарсис, запечатленные аппаратом «Марс-Экспресс»

кадры Фобоса на фоне Красной планеты от аппарата «Марс–Экспресс»

Марсианская равнина Аргир в кадре арабской станции «Аль-Амаль»

На снимке видны покрытые инеем и льдом кратеры. Равнина образовалась в результате падения огромного астероида около 4 млрд лет назад.

Две стороны одной планеты.

Перед вами панорамы Марса, сделанные роверами Curiosity и Perseverance. Первый находится внутри кратера Гейла и занимается восхождением по склонам его центрального пика — пятикилометровой горы Шарпа. Она покрыта осадочными отложениями, оставшимися от некогда существовавших здесь озёр, прудов и ручьёв. Поскольку самые нижние слои являются самыми древними, а верхние — самыми молодыми, взбираясь на гору, Curiosity по сути продвигается назад во времени. За время работы он нашёл уже немало любопытных органических соединений.

Perseverance ведёт свои изыскания в кратере с говорящим названием Езеро. Миллиарды лет назад в него впадала река, подпитывавшая располагавшееся внутри озеро. В какой-то момент вода исчезла, но, как и в кратере Гейла, она оставила после себя богатый слой осадочных пород. В ходе их изучения Perseverance находил следы химических реакций, аналогичных тем, что производят земные микробы. Также ровер собрал ряд проб грунта. Возможно, когда-то их удастся доставить на Землю.

Возможно, мы "заразили" Марс земной жизнью

Беспрецедентное исследование, опубликованное в журнале Applied and Environmental Microbiology, показывает, что сложный организм с клеточным ядром — грибок Aspergillus calidoustus (далее A. calidoustus) — способен выдержать все этапы марсианской миссии: от предстартовой подготовки до космического перелета и работы на поверхности планеты.

Aspergillus calidoustus под микроскопом. Увеличение примерно в 1 000 раз / © thunderhouse4-yuri.blogspot.com

И, что самое интересное, грибок был обнаружен в сверхчистых помещениях NASA, где собирают марсоходы. И теперь возникает справедливый вопрос: а не могли ли мы "заразить" Марс земной жизнью?

Незваный гость в сверхчистых помещениях

Микробиолог Кастхури Венкатесваран, бывший старший научный сотрудник NASA, исследовал сверхчистые помещения, где собирали марсоход Perseverance. И, как оказалось, они все же не абсолютно стерильные: Венкатесваран выделил 27 штаммов грибков, включая A. calidoustus — небольшой нитчатый гриб, который обычно живет в трубопроводах и вентиляционных системах на Земле. Этот земной обитатель пережил строгие протоколы стерилизации, которые должны были свести к минимуму риск попадания земной жизни на Марс.

После этого Венкатесваран и его коллеги устроили масштабный эксперимент: споры грибка подвергли условиям, имитирующим космический перелет и марсианскую поверхность. A. calidoustus длительное время "заливали" мощным ультрафиолетовым и ионизирующим излучением, пока он находился в вакууме при экстремально низких температурах. Затем грибок поместили в имитацию марсианского грунта, воссозданную на основе известного химического состава поверхности Красной планеты. И споры выжили.

Грибок погиб только в одном случае — когда экстремальный холод сочетался с крайне мощным ионизирующим излучением. В остальных комбинациях он выживал. Это означает, что A. calidoustus устойчив не к какому-то одному неблагоприятному фактору, а обладает целым набором защитных механизмов.

Это открытие показало несовершенство стратегий планетарной защиты. Методы стерилизации исторически были сосредоточены на устойчивых бактериях. Грибки же оставались в стороне, хотя, как выяснилось, они тоже могут быть опасны как потенциальные контаминанты — нежелательные организмы, занесенные куда-либо непреднамеренно.

Уже поздно?

Perseverance сел на Марс 18 февраля 2021 года. Если споры A. calidoustus находились на его поверхности или внутри оборудования, теоретически они могли пережить посадку. Означает ли это, что земная жизнь уже на Марсе? У этого вопроса пока нет однозначного ответа.

Венкатесваран в своих заявлениях осторожничает:

"Это не означает, что заражение Марса вероятно, но помогает точнее оценить потенциальные риски. Микроорганизмы обладают поразительной живучестью".

И тем не менее его беспокоит сам факт существования грибка, способного выжить в марсианских условиях. Это говорит о том, что защитить исследуемые миры от земной биологии намного труднее, чем считалось.

В рамках другого исследования, опубликованного в 2025 году, ученые обнаружили 26 ранее неизвестных видов бактерий в сверхчистых помещениях Космического центра Кеннеди. Многие из них обладали генами, которые помогают переживать радиацию, восстанавливать поврежденную ДНК, формировать защитные биопленки и образовывать споры.

Это, конечно, не говорит о том, что NASA некомпетентно. Это показывает, что жизнь упорнее, чем мы думали. Микроорганизмы находят способы выживать и процветать даже в тех условиях, которые были созданы специально для их уничтожения. Поэтому нет сомнений, что земная биология попадает в космос, несмотря на все усилия по предотвращению этого.

Выводы исследования

Исследование предлагает рассматривать A. calidoustus как эталонный организм для проверки методов стерилизации. Если стерилизация убивает этот грибок, то она, вероятно, справится и с другими земными микробами. При подготовке будущих миссий на Марс, Европу, Титан, Энцелад и другие потенциально обитаемые миры специалисты будут учитывать новые данные.

Но не поздно ли мы спохватились? Роверы Curiosity и Perseverance уже на Марсе. И если споры A. calidoustus оказались достаточно живучими, чтобы пережить космическое путешествие, а затем адаптироваться к новым условиям, возможно, земная жизнь уже ступила на Красную планету — только не так, как мы планировали.

Изменения на Марсе

Принято считать, что поверхность Марса — застывшая пустыня, где ничего не происходит. Иногда случаются пылевые бури. Однако свежие снимки с камеры HRSC на борту орбитального аппарата Mars Express показывают кое-что неожиданное: по равнине Утопия, тёмное покрывало вулканического пепла медленно наступает на красные пески. И делает это по геологическим меркам довольно быстро.

Чтобы заметить движение, понадобилось полвека. В 1976 году этот же участок сфотографировали орбитальные аппараты «Викинг». Спустя примерно 48 лет Mars Express снял ту же область — и разница бросается в глаза. Тёмное пятно заметно расползлось, контрастируя с привычной охристой пылью. Для планетарной геологии полвека — это щелчок пальцев. А изменения уже видны.

Сам пепел — древний. Учёные считают, что он состоит из так называемых мафических минералов: оливина и пироксена, богатых железом и магнием. Эти породы родом из недр марсианских вулканов — скорее всего, их выбросили в атмосферу гиганты вроде Олимпа миллиарды лет назад. Кстати, оливин быстро разрушается при контакте с водой, а здесь он прекрасно сохранился. Это лишний раз подтверждает, что Марс был сухим очень и очень давно.

Почему пепел вообще движется? Скорее всего, виноват ветер. Эоловые процессы либо гонят тёмный пепел по поверхности, либо сдувают верхний слой светлой пыли и обнажают то, что было скрыто сотни миллионов лет. Какой из вариантов верный — пока неясно, но оба вполне правдоподобны.

Juventae Chasma

Марсианский каньон уходит на глубину до 5000 метров. Сейчас на его дне множество песчаных дюн, но отложения гидратированных сульфатов и минералов железа подсказывают нам, что когда-то он был заполнен водой.

Mars Reconnaissance Orbiter