Гипотеза марсианского океана утверждает, что почти треть поверхности Марса была покрыта океаном жидкой воды в начале геологической истории планеты . [2] [3] [4] Этот первичный океан, получивший название Палео-океан [1] и Oceanus Borealis / oʊ ˈ s iː ə n ə s b ɒ r iː ˈ æ l ɪ s / , [5] заполнил бы бассейн Vastitas Borealisв северном полушарии, регионе, который находится на 4–5 км (2,5–3 мили) ниже средней высоты планеты, в период времени примерно 4,1–3,8 миллиарда лет назад. Доказательства существования этого океана включают географические особенности, напоминающие древние береговые линии, а также химические свойства марсианской почвы и атмосферы. [6] [7] [8] Раннему Марсу требовалась более плотная атмосфера и более теплый климат, чтобы жидкая вода оставалась на поверхности. [9] [10] [11] [12]
Особенности, показанные орбитальными аппаратами «Викинг » в 1976 году, выявили две возможные древние береговые линии вблизи полюса, Аравию и Дейтеронил , каждая длиной в тысячи километров. [13] Несколько физических особенностей современной географии Марса позволяют предположить, что в прошлом существовал первичный океан. Сети оврагов, которые сливаются в более крупные каналы, предполагают эрозию жидким агентом и напоминают русла древних рек на Земле. Огромные каналы шириной 25 км и глубиной в несколько сотен метров, по-видимому, направляют потоки из подземных водоносных горизонтов на южных возвышенностях в северные низменности. [9] [4]Большая часть северного полушария Марса расположена на значительно более низкой высоте, чем остальная часть планеты ( марсианская дихотомия ), и является необычно плоской.
Эти наблюдения побудили ряд исследователей искать остатки более древних береговых линий и еще больше повысили вероятность того, что такой океан когда-то существовал. [14] В 1987 году Джон Э. Бранденбург опубликовал гипотезу изначального марсианского океана, который он назвал Палеокеаном. [1] Гипотеза об океане важна, потому что существование больших масс жидкой воды в прошлом оказало бы значительное влияние на древний марсианский климат, потенциал обитаемости и последствия для поиска свидетельств прошлой жизни на Марсе .
Начиная с 1998 года ученые Майкл Малин и Кеннет Эджетт приступили к исследованиям с помощью камер с более высоким разрешением на борту Mars Global Surveyor с разрешением в пять-десять раз лучше, чем у космического корабля Viking, в местах, которые могли бы проверить береговые линии, предложенные другими исследователями. научная литература. [14] Их анализ был в лучшем случае безрезультатным, и сообщалось, что береговая линия изменяется по высоте на несколько километров, поднимаясь и опускаясь от одной вершины к другой на протяжении тысяч километров. [15] Эти тенденции ставят под сомнение, действительно ли эти особенности отмечают давно исчезнувшее морское побережье, и были приняты в качестве аргумента против гипотезы марсианской береговой линии (и океана).
Лазерный высотомер Mars Orbiter (MOLA), который точно определил в 1999 году высоту всех частей Марса, обнаружил, что водораздел для океана на Марсе покрывает три четверти планеты. [16] Уникальное распределение типов кратеров ниже 2400 м над уровнем моря в Vastitas Borealis было изучено в 2005 году. Исследователи предполагают, что эрозия включала значительную часть сублимации , и древний океан в этом месте должен был иметь объем 6 x 10 7 км 3 . [17]
В 2007 году Тейлор Перрон и Майкл Манга предложили геофизическую модель, согласно которой после поправки на истинное полярное блуждание , вызванное перераспределением масс в результате вулканизма, марсианские палео-береговые линии, впервые предложенные в 1987 году Джоном Э. Бранденбургом [1] , соответствуют этому критерию. [18] Модель показывает, что эти волнистые марсианские береговые линии можно объяснить движением оси вращения Марса . Поскольку центробежная сила заставляет вращающиеся объекты и большие вращающиеся объекты выпячиваться на экваторе ( экваториальная выпуклость ), полярное блуждание могло вызвать сдвиг береговой линии таким же образом, как это наблюдается. [13] [19] [20]Их модель не пытается объяснить, что заставило ось вращения Марса сместиться относительно земной коры.