Осадочный покров Красной планеты

На Земле формирование осадочного чехла — это результат работы рек, озёр и морей, где обломочный материал переносится водными потоками и откладывается на дне водоёмов слоями. Накопившиеся отложения потом спрессовываются и затвердевают, становясь осадочными горными породами, которые покрывают в настоящее время до 70% поверхности земной коры. Слоистые осадочные отложения широко распространены и на Марсе.

Они состоят как из твёрдых пород, так и из слабо сцементированных, рыхлых осадков, как земные глины или пески. Мощные многометровые осадочные отложения залегают внутри таких структур как долины Маринер (Valles Marineris), плато Меридиана (Meridiani Planum). Они также составляют значительную часть отложений в низменных областях на севере Марса.

Долины Маринер (в центре) простираются более чем на 4000 км по поверхности Марса. Изображение составлено на основе снимков АМС «Викинг-1», 1980 г. Фото: en.wikipedia.org

Одним из полигонов для изучения марсианской геологии стало плато Меридиана, расположенное чуть южнее экватора. Эта равнина представляет собой гигантский массив слоистых пород толщиной от 100 до 700 метров, который скрыт под сплошным слоем характерной красновато-оранжевой пыли, богатой гематитом. В 2004 году здесь начал свою работу марсоход NASA «Оппортьюнити».

Марс. Утёс Бёрнс, район кратера Эндьюранс. Панорама камней и слоистых осадочных отложений. Снимок марсохода «Оппортьюнити», 2004 г. Фото: en.wikipedia.org

Результаты исследований марсохода показали, что район места посадки очень долго находился в солёной воде. Об этом свидетельствуют большое количество в почве прибрежной окатанной гальки и высокие содержания сульфата магния (MgSO₄), который присутствует в морской земной воде.

Спустя два года, в 2006-м, у кратера Виктория тот же ровер наткнулся на выходы переслаивающихся песчаников. Структура этих пластов указывала на то, что они формировались в динамичной прибрежной зоне древнего марсианского моря, где сменялись периоды накопления песка и более тонких частиц.

Марс, плато Меридиана. Песчаники в районе кратера Виктория. Снимок марсохода «Оппортьюнити», 2006 г. Фото: en.wikipedia.org

Данные, проливающие свет на хронологию этих процессов, были получены в 2018 году. В рамках миссии InSight на равнину Элизий сел спускаемый аппарат, оснащённый высокочувствительным сейсмометром для изучения недр планеты. Прибор зафиксировал прохождение сейсмических волн через слой осадочных пород, залегающий на глубине от 30 до 75 метров.

Выяснилось, что этот пласт зажат между двумя мощными базальтовыми слоями — следами древней вулканической активности. Радиоизотопное датирование показало, что нижний слой сформировался 3,5 миллиарда лет назад, а верхний — 1,7 миллиарда. Это означает, что между двумя эпохами глобальных извержений на Марсе наступил двухмиллиардный перерыв. Именно в эту долгую паузу, когда планета была тектонически спокойнее, и накапливались морские и речные осадки, позже спрессовавшиеся в камень.

Таким образом, детальный анализ осадочного чехла становится незаменимым инструментом для реконструкции прошлого. Эти породы служат бесценным архивом, который позволяет учёным восстанавливать не только историю Земли, но и считывать геологические главы в летописи Марса, подтверждая, что миллиарды лет назад на соседней планете существовали обширные водные бассейны.