Термін «геологія» правильним було б вживати лише стосовно Землі, оскільки в перекладі з грецької він означає «наука про Землю». Втім, коли астрономи вивчають інші планети Сонячної системи, за «точку відліку» вони закономірно беруть найвивченішу з них, тобто нашу. Марс має з нею багато спільного, але в дечому дуже сильно від неї відрізняється. Деякі його особливості мають дивний вигляд: хоч там і розташовані найбільші вулкани Сонячної системи, але вулканічна активність наразі практично відсутня. Очевидно, ми ще багато чого не знаємо про нашого сусіда.
Марс як планета
Марс, як і Земля, належить до кам’янистих планет. Його форма наближається до кулястої, в хімічному складі переважають силікати й алюмінати, всередині він має важке ядро, а ззовні його покриває відносно легка кора. На цьому подібність двох небесних тіл закінчується і починаються відмінності.
Четверта планета від Сонця вдвічі менша за Землю. Середній радіус Марса — лише 3389,5 км. Площа його поверхні складає 1,4437×108 км2, тобто всього 28% від того, що має наш світ, якщо рахувати разом з океанами. Це означає, що ті геологічні формації, які є на Землі, на Марсі виглядали би гігантськими. Неймовірно, але гори, каньйони та западини там справді значно більші за земні.
«Зовнішність» Марса вельми нерівна порівняно із Землею. Зокрема, його північна півкуля — майже суцільна низина, натомість у південній переважають гірські хребти та плоскогір’я. Пояснюючи таку яскраво виражену різницю, одні вчені апелюють до специфічного механізму формування марсіанських тектонічних плит, а інші вважають це наслідком зіткнення з великим космічним об’єктом.
Та що б не спричинило таку дивну дихотомію півкуль Марса, астрономи впевнені, що вона виникла ще на світанку існування цієї планети. Тож уся подальша еволюція там відбувалася в умовах, коли на півночі були низини, а на півдні — височини.
Вулкани Марса
Приблизно 4,5 млрд років тому, коли Марс щойно утворився, він був розжареною кулею. Потім його кора затверділа, проте всередині все ще залишалася рідка магма. Відтак виникли умови для вулканічної активності. Щоправда, відбувалася вона у спосіб, що сильно відрізняється від того, до чого ми звикли на Землі.
На нашій планеті кора складається з окремих літосферних плит, які весь час перебувають у русі. Магма виривається переважно крізь тріщини між ними, тому більшість вулканів розташована вздовж стиків великих ділянок літосфери. Лише зрідка на Землі можна зустріти інший тип вулканізму, коли потік гарячої магми буквально проплавляє собі шлях до поверхні. Такі вулкани називаються щитовими.
Достеменно невідомо, чи рухалися колись літосферні плити на Марсі. Принаймні, жодних їх слідів там не виявлено. Вже мільярди років марсіанські вулкани з’являються виключно завдяки гарячим потокам, що проплавляють кору, до того ж відбувається це досить дивним чином. Частина вулканів дійсно схожа на земні. Однак найбільші з них через схильність до групування утворили великі провінції, аналогів яким немає не лише на Землі, але й узагалі в Сонячній системі.
Провінція Фарсида
Найкращий приклад дивного марсіанського вулканізму — провінція Фарсида, розташована у північно-західній частині Марса. Її площа складає 30 млн км2, тобто вона більша, ніж Канада, США та Китай, разом узяті. Саме тут височіє найбільший вулкан Сонячної системи — 26-кілометрова гора Олімп, приблизно втричі вища за Еверест.
Магазин від Universe Space Tech
Комплект журналів Сонце, Місяць та Марс
До товару
Проте найцікавіше у цьому велетні — не висота, а ширина. Діаметр основи Олімпа — 624 км, тобто на Землі він навряд чи зміг би поміститися в Україні. Тож, попри запаморочливу висоту, на вигляд він майже плаский. Точніше, рівнину з мінімальним ухилом утворює його верхня частина, а ось краї являють собою схили заввишки до 7 км.
У центрі велетенського вулкана — кальдера розміром 85×60 км. Кілька кратерів фактично зливаються в одну велетенську яму глибиною до 3 км, настільки велику, що на її дні міг би сховатись увесь Київ.
При цьому Олімп — найбільший, але не єдиний гігантський вулкан провінції Фарсида. На південний схід від нього розташовані ще три дуже схожих структури — гори Аскарійська, Павича й Арсія. Кожна з них набагато перевищує Еверест, а їхні діаметри вимірюються сотнями кілометрів.
До речі, найвищий із вулканів Фарсиди Олімп за площею аж ніяк не є рекордсменом. Гора Альба заввишки «лише» 6,8 км, однак у діаметрі сягає 1350 км. Та й узагалі, горою її назвати важкувато, адже її схил сягає лише 0,5°, тобто по суті вона є похилою височиною. Раніше для позначення таких деталей рельєфа використовували термін «патера».
Елізій
Ще одна вулканічна провінція Елізій також розташована у північній півкулі Марса. Там теж є кілька велетенських щитових вулканів: купол Гекати, гора Елізій і купол Альбор. Вони значно менші за Олімп, та все одно їхні розміри вражають. Наприклад, Елізій здіймається над нульовим рівнем марсіанської поверхні на 16 км і має діаметр 240 км.
Хоча дві вулканічні провінції дуже схожі між собою, вони утворились у зовсім різні періоди. Фарсида — надзвичайно стародавня, її виникнення відносять до Нойського періоду марсіанської історії, тобто її вік — близько 4 млрд років. Елізій набагато молодший. Він утворився приблизно 600 млн років тому. Це відносно небагато за мірками Червоної планети і ближче до часу виникнення багатоклітинного життя на Землі.
Чому на Марсі щитові вулкани регулярно утворюються такими великими групами, досі незрозуміло. Очевидно, це пов’язано з особливостями підняття в його глибинах тих самих гарячих магматичних потоків, які вчені називають плюмами. Можливо, той факт, що вони впираються у суцільну кору, а не в окремі плити, якось впливає на характер вулканізму.
Крім того, свою роль відіграє менший розмір Марса. Якщо всередині нього існують нерівномірності розподілу тепла, проявляти себе вони будуть значно сильніше, ніж на Землі. Цілком можливо, що на певній глибині під марсіанською поверхнею є великі кишені із лавою, які проявляють себе як вулканічні провінції.
Гігантські розломи
Крім велетенських вулканів, на Марсі є не менш дивовижні розломи поверхні. З геологічної точки зору вони сильно відмінні від тих, із якими ми стикаємося на Землі, де структури, подібні до Дністровського каньйону чи Великого каньйону річки Колорадо у США, утворюються внаслідок вимивання часток ґрунту водою.
Проте на Червоній планеті рідка вода ніколи не текла настільки довго, аби вимити ущелини глибиною в десятки й сотні метрів. Природа утворення каньйонів там зовсім інша та пов’язана все з тими ж вулканічними провінціями. Гігантські гори з застиглої лави настільки масивні, що буквально провалюються під власною вагою в глибини планети. Відтак значно тонша кора навколо них розтягується і тріскається.
Утворені тріщини з плином часу під дією ерозії й інших процесів можуть досягти дійсно велетенських розмірів. Найбільшою з них є долина Марінера. Зазвичай її порівнюють із Великим каньйоном Колорадо, але це тільки ускладнює її сприйняття. Загальна довжина цієї структури складає 4500 км, тобто на Землі вона би простяглася від Великої Британії до Каспійського моря.
Крім того, середня ширина долини Марінер — 200 км. Це означає, що стоячи на одному її краї, інший навряд чи побачиш. Картина буде більше схожою на велетенське урвище, дно якого губиться десь унизу.
З гігантськими розломами марсіанської поверхні пов’язана й інша деталь рельєфу — хаоси. Так називають місцевості, де безладно розкидані пагорби та борозни утворюють справжній лабіринт. Вони з’явились у ті часи, коли на Марсі було ще вдосталь криги, а його поверхнею текли струмки. Коли підповерхнева крига танула, ґрунт просідав. Вода ж, витікаючи назовні, прямувала туди, де нижче, і на своєму шляху розмивала вже пошкоджені гірські породи. Відбувалося це все вкрай нерівномірно, внаслідок чого й утворювалися хаоси.
Осадові породи на Марсі
Хоча на Марсі виявлено більше великих ударних кратерів, аніж на Місяці або Меркурії, менші за розміром сліди зіткнень там зустрічаються значно рідше. Причиною цього є вітрова та водна ерозія.
Вітер і вода спричиняють руйнування міцних гірських порід і переносять дрібні частинки. Кілька мільярдів років тому, коли атмосфера планети була щільнішою, а в північній улоговині розташовувався океан, до якого текли водні потоки, ці процеси були значно інтенсивнішими. Їх і зараз можна розгледіти на поверхні у вигляді сухих русел стародавніх річок.
Слідами ерозії на Марсі є не лише певні форми рельєфу, але й наявність порід, які ми називаємо осадовими. До них належать пісок, гіпс і глини. Ці конгломерати надзвичайно дрібних частинок можуть утворюватися тільки за наявності великої кількості води, зазвичай поблизу чи на дні річок і озер.
За всієї схожості марсіанських осадових порід із земними, вони майже не містять органіки, яка є звичною на Землі. Точніше, вона там може бути й учені прагнуть її знайти, але це буде можливим лише після доправлення зразків речовини з Марса на Землю.
Також науковці наразі не виявили на Марсі слідів розвиненої біосфери. А це означає, що таких звичних для Землі корисних копалин, як нафта, природний газ і вугілля, найімовірніше, там немає, оскільки вони являють собою рештки живих істот.
Чи дійсно Марс мертвий?
Якими би грандіозними не були вулканічні виверження на Марсі, як би довго не текла вода у його струмках, формуючи глинисті поклади, все це лишилося в далекому минулому. Саме така думка про цю планету стала мейнстримом за останні кілька десятиліть.
Проте останнім часом ця тенденція почала змінюватися. Одним із головних винуватців цього став зонд InSight. Багато місяців він працював на поверхні Марса, а сейсмограф на його борту фіксував, що відбувається в глибинах планети. І яким же було здивування науковців, коли він почав реєструвати одне коливання поверхні за іншим!
Взагалі астрономи й раніше припускали вірогідність марсотрусів навіть попри відсутність руху літосферних плит. Зрештою, тектонічні коливання відбуваються навіть на Місяці, який уже точно в цьому сенсі «мертвий». Проте події, зареєстровані InSight, виявилися надто частими й занадто сильними для того, аби їх спричинили, наприклад, обвали якихось підземних порожнин. Все більше вчених тепер схиляються до припущення, що всередині Червоної планети все ще є рідка магма.
Дослідження Марса все частіше наводять на думку, що наші сучасні уявлення про його «внутрішній світ» не зовсім вірні. Однак людство почало досліджувати сусідню планету відносно нещодавно, тож наші знання про неї доволі обмежені. Цілком вірогідно, що вже за кілька тисяч років вона дивуватиме дослідників активними вулканами… та це вже зовсім інша історія.
Ця стаття була опублікована у №1 (190) 2024 року журналу Universe Space Tech. Придбати цей номер в електронній або друкованій версії можна у нашому магазині.
