Ледники двигались по поверхности древнего Марса, правда медленно

Вес и медленное движение ледников оставили характерные долины и фьорды на поверхности Земли. Поскольку на Марсе нет подобных ландшафтов, исследователи полагали, что древние ледяные массы Красной планеты были прочно примерзшими к поверхности. Новое исследование предполагает, что они не стояли на месте, а просто двигались очень медленно.

Движение является частью жизни ледника. На Земле талая вода скапливается под ледниками и ледяными поверхностями, осуществляя плавный спуск этих ледяных рек. В новом исследовании было смоделировано, как низкая гравитация Марса влияет на обратную связь между быстрым скольжением ледяных щитов и тем, как вода течет подо льдом. Быстрое утекание воды увеличило бы трение льда о скалы.

Это означает, что ледяные щиты на Марсе, вероятно, двигались и разрушали землю под ними чрезвычайно медленно, даже когда подо льдом скапливалась вода. Так утверждают авторы нового исследования, опубликованного в Geophysical Research Letters.

«Лед невероятно нелинейный. Обратные связи, связанные с движением ледников, стоком ледниковых вод и ледниковой эрозией, приведут к принципиально разным ландшафтам на Земле и Марсе», — сказала Анна Грау Галофре, планетолог из Laboratory of Planetology and Geosciences и ведущий автор нового исследования.

Хотя на Марсе нет очевидных U-образных долин, которые типичны для ледниковых ландшафтов Земли, сказала Грау Галофре, исследователи, однако, обнаружили другие геологические следы, указывающие на то, что в прошлом Марса были ледяные массы, похожие на ледники, включая гравийные хребты, называемые эскерами, и потенциальные каналы под ледниками.

«В то время как на Земле получаются друмлины, линии, следы размыва и морены, на Марсе вы, как правило, увидите каналы и озовые хребты под ледяным покровом с точно такими же характеристиками», — сказал Грау Галофре.

Грау Галофре с соавторами смоделировали динамику двух эквивалентных ледяных щитов на Земле и Марсе с одинаковой толщиной, температурой и наличием подледниковой воды. Они адаптировали существующую физическую структуру, описывающую дренаж воды, накопленной под ледяными щитами Земли, в сочетании с динамикой движения льда, для моделирования условий на Марсе и изучения того, будет ли дренаж под ледниками развиваться в сторону эффективных или неэффективных конфигураций дренажа, а также какой эффект будет иметь эта конфигурация на скорость ледникового скольжения и эрозию.

«В переходе от раннего Марса с поверхностной жидкой водой, обширными ледяными щитами и вулканизмом к той глобальной криосфере, которой Марс является сейчас, в какой-то момент должно было произойти взаимодействие между ледяными массами и базальной водой», — сказала Грау Галофре. «Трудно поверить, что за 4 миллиарда лет планетарной истории Марса никогда не создавались условия для роста ледяных щитов с наличием подледниковой воды, поскольку это планета с обширными запасами воды, большими топографическими вариациями, наличием как жидкой, так и замёрзшей воды, вулканизма и большего расстояния от Солнца, чем Земля».

Результаты этого моделирования демонстрируют, что ледниковые массы истощают свои базовые талые воды гораздо эффективнее на Марсе, чем на Земле, в значительной степени предотвращая любое образование воды у основания ледяных щитов, которое может привести к быстрой скорости скольжения и усилению ледниковой эрозии. Согласно этому исследованию, типичные линейчатые формы рельефа, найденные на Земле, не успели бы развиться на Марсе.

По словам авторов, работа также открывает возможности выживания возможных древних форм жизни на Марсе. Ледяной щит может обеспечить постоянный запас воды, защиту и стабильность любых подледниковых водоемов, вроде озер, укрытие от солнечной радиации в отсутствие магнитного поля и изоляцию от экстремальных колебаний температуры.