Поверхня Марса може містити сліди давніх водойм.

Дослідники створили модель еволюції марсіанської кори за весь період її існування і встановили, що її товщина могла варіюватися значно. Це призвело до можливості формування підземних водойм і магмових кишень у її надрах.

Нові наукові дослідження аналізують, яким чином зміни в товщині кори Марса протягом його давньої епохи могли впливати на еволюцію магми та водні системи планети. У статті, опублікованій у журналі Earth and Planetary Science Letters, зазначається, що потужна кора південного плато Марса, утворена мільярди років тому, сприяла виникненню гранітних магм і підтримувала значні підземні водоносні горизонти, ставлячи під сумнів старі теорії про геологічну та гідрологічну історію Червоної планети.

Дослідження, проведене під керівництвом Сін-Ті Лі з Університету Райса, демонструє, що товста кора південного нагір'я -- в деяких місцях до 80 км -- була досить гарячою протягом Ноахійського і раннього Гесперійського періодів (3-4 мільярди років тому), щоб зазнати часткового розплавлення в нижніх шарах земної кори. Цей процес, спричинений радіоактивним нагріванням, міг призвести до утворення значної кількості кремнієвих магм, таких як граніти, й підтримати підземні водоносні горизонти під замерзлим поверхневим шаром.

"Наші результати вказують на те, що процеси в земній корі Марса були набагато динамічнішими, ніж вважалося раніше", -- сказав Лі, професор геології імені Гаррі Каротерса Вісса і професор наук про Землю, навколишнє середовище і планети.

"Товста кора на південному нагір'ї не лише могла генерувати гранітні магми без тектоніки плит, але й створити теплові умови для стабільних підземних водоносних горизонтів -- резервуарів рідкої води -- на планеті, яку ми часто вважали сухою і замерзлою".

Дослідницька група, до складу якої входили професори Університету Райса Радждіп Дасгупта і Кірстен Сібах, аспірант Дункан Келлер, аспіранти Джексон Борчардт і Джулінь Чжан та Патрік Макговерн з Інституту Місяця і планет, застосувала сучасне теплове моделювання для реконструкції теплового стану кори Марса в Ноахійський і ранній Гесперійський періоди. Враховуючи такі фактори, як товщина кори, радіоактивне тепловиділення та теплові потоки мантії, дослідники змоделювали, як тепло впливало на потенціал плавлення кори та стабільність підземних вод.

Їхні моделі показали, що регіони з товщиною кори понад 50 км зазнали б повсюдного часткового плавлення, що призвело б до утворення фельзових магм або безпосередньо через дегідратаційне плавлення, або опосередковано через фракційну кристалізацію проміжних магм. Навіть більше, завдяки підвищеному тепловому потоку товста кора південного нагір'я могла б підтримувати значні водоносні горизонти підземних вод, що простягаються на кілька кілометрів під поверхнею.

Дослідження кидає виклик уявленню про те, що граніти є унікальними для Землі, демонструючи, що Марс також міг утворювати гранітні магми за допомогою радіогенного нагрівання навіть без тектоніки плит. Ці граніти, ймовірно, залишаються прихованими під базальтовими потоками у південному нагір'ї, пропонуючи нове розуміння марсіанської геології.

Дослідження також акцентує увагу на ймовірному виникненні давніх підземних водних систем у південних високогір'ях Марса. У цих регіонах високий тепловий потік зі зменшенням вічної мерзлоти сприяв формуванню стабільних водоносних шарів. Вода з цих резервуарів могла періодично виходити на поверхню внаслідок вулканічних вибухів або метеоритних ударів, що викликало спорадичні повені на поверхні планети.

Ці відкриття мають важливі наслідки для можливості існування життя, адже наявність рідкої води та здатність формувати гранітні магми, що часто включають елементи, необхідні для життя, вказують на те, що південне нагір'я Марса могло бути більш сприятливим для життя в минулі часи, ніж це було відомо раніше.

"На Землі граніти пов'язані з тектонікою та переробленням води. Той факт, що ми бачимо докази подібних магм на Марсі через глибоке переплавлення кори, підкреслює складність планети та її потенціал для існування життя в минулому".

Дослідження акцентує увагу на марсіанських регіонах, які можуть стати об'єктом майбутніх місій, спрямованих на виявлення гранітних утворень або вивчення стародавніх водних джерел. Наприклад, значні кратери та тріщини на південному плато можуть відкрити доступ до глибинних шарів марсіанської кори.

"Кожне розуміння процесів, що відбуваються в земній корі Марса, наближає нас до відповідей на деякі з найглибших питань планетарної науки, в тому числі про те, як Марс розвивався і як він міг підтримувати життя, -- сказав Сібах. -- Наше дослідження надає дорожню карту того, де шукати й на що звертати увагу в процесі пошуку цих відповідей".