Л. Ксанфомалити: Ревизия представлений о сухом Марсе

Рис. 2. Осыпи грунта и нитевидные овраги на склоне кратера (42.4°S, 158.2°W). Овраги похожи на следы земных горных рек, но в отличие от земных оврагов, они расширяются вверх по склону. (MGS MOC Release No. MOC2-320. NASA/JPL/MSSS.)

Наряду с осыпями сыпучего материала на рис. 2 можно видеть тонкие нитевидные километровые овраги или борозды, спускающиеся по склону (показаны стрелками). Овраги и их притоки очень похожи на промоины земных горных рек или ручьёв, и образованы, как предполагается, потоками воды. Однако они имеют необычный вид, противоположный ходу земных склоновых рек: они широки вверху склона, затем сужаются, заканчиваются тонким ручьем и исчезают на дне долины или кратера. Кажется, что они направлены вверх по склону. (Кстати, поэтому они не могли возникнуть под действием камнепада или крупномасштабного селя. Тем более они не могли образоваться под действием пылевых оползней, которые засыпают все овраги). Их ширина и глубина в узкой части близка к 10–20 м, а протяженность составляет от нескольких сотен метров до нескольких километров.

На снимках удалось обнаружить много таких оврагов, или промоин. Следы грунтовых вод сосредоточены, в основном, в пределах широт от 30°S до 30°N. Их источники всегда находятся на крутых склонах долин и кратеров, на глубине 150–500 м под уровнем прилегающей равнины. По-видимому, начиная с этой глубины, расположены горизонты грунтовых вод. Этот уровень выделяется и на склонах долины Нанеди (рис. 1).

Рис. 3. Склон небольшого кратера в том же районе (Ньютон), что и рис. 2, с многочисленными извилистыми оврагами и осыпями сыпучего материала на дне. Извилистые овраги свидетельствуют о менее крутом склоне, но также сужаются вниз. (MGS MOC Release No. MOC 2-317. NASA/JPL/MSSS.)

На рис. 3 показан снимок еще одного небольшого кратера (центр 42°S, 158°W), расположенного внутри более крупного кратера Ньютон. Виден склон с многочисленными извилистыми оврагами и осыпями сыпучего материала на дне. Размер участка на снимке 4,3х2,9 км. Снова, как и на рис. 2, овраги и их притоки не расширяются, а сужаются вниз по склону. Если овраг образован потоком, это кажется парадоксальным. Но нам удалось найти этому объяснение. Если поток грунтовой воды вышел на склон и устремился вниз, то в условиях Марса размер развивающейся промоины будет зависеть, прежде всего, от температуры поверхности. Если она составляет типичные для экваториальной зона Марса от –15°С до –50°С (соответственно днем и ночью), поток, спускаясь по склону, должен постепенно впитываться в сухой морозный грунт и замерзать. Образуется ложе канала из промерзшего грунта, по которому поток устремляется дальше, наращивая промерзшее ложе и частично переходя в лед. Именно поэтому, в отличие от земных склоновых рек, потоки на Марсе сужаются, спускаясь по склону. В некоторых случаях, когда дневная температура верхнего слоя грунта положительная, потоки могут распространяться на большие расстояния, но их интенсивность также должна уменьшаться с расстоянием из-за расхода воды на увлажнение песчаного грунта. Боковые «притоки» тоже сужаются вниз по склону, потому что это не притоки, а ответвления, вода в которых быстро замерзает.

Интересно различие в форме оврагов, – прямые на рис. 2 и извилистые на рис. 3. Скорее всего, их форму определяет, как и на Земле, крутизна склона и свойства грунта. На крутых склонах поток может нести с собой значительные массы грунта. Доля захваченного грунта в извилистых оврагах должна быть меньше. Возраст оврагов не может быть очень большим хотя бы из-за осыпей и постоянного разрушения под действием ветра.

Рис. 4. Протяженность следа потока на склоне достигает 6 км. Для земных грунтов потемнение соответствует увлажнению. Можно предположить, что более темный след относится к более позднему источнику. (MGS MOC m0807686b. NASA/JPL/MSSS.)

На рис. 4 источник, расположенный на склоне, создает поток, протяженность которого достигает 6 км, если считать, что след темного оттенка соответствует увлажнению, как на Земле. Источников на снимке два, причем они отстоят один от другого примерно на 150 м. Дебет источников должен быть достаточно большим, чтобы оставить столь протяженный след, как на рис. 4, или создать глубокие овраги, как на рис. 2 и 3. На снимке рис. 4 видно, что следы имеют разную плотность; более плотный и узкий возникает ниже и проходит вдоль менее плотного, но более широкого следа. Напрашивается вывод, что плотный след – более поздний и что он возник, когда верхний источник уже иссяк. В отличие от рис. 2 и 3, глубокого оврага (промоины) здесь нет. Возможно, это молодой источник, а промоина формируется, как и в случае земных горных рек, за достаточно длительное время.