Международная группа исследователей из Института космической астрофизики Университета Париж-Сакле и ряда других французских научных центров установила, что за формирование и изменение марсианских оврагов отвечает не жидкая вода, а сухой углекислотный лёд. Препринт работы опубликован на arXiv. Речь идёт об одном из немногих участков Красной планеты, где овраги на склонах продолжают менять свою форму в настоящее время.
Овраги на Марсе представляют собой вытянутые борозды на склонах с воронкой в верхней части, руслом посередине и веером вынесенного материала внизу. На Земле подобные формы рельефа прорезает текущая вода, поэтому после публикации первых снимков в 2000 году марсианские овраги считались главным свидетельством недавнего присутствия жидкой воды у поверхности планеты. Позже выяснилось, что часть из них меняется и в наши дни, хотя при нынешнем климате Марса вода на поверхности почти не может сохраняться в жидком виде.
Авторы исследовали район Сисифи Кави на широте 68 градусов в южном полушарии, который находится далеко за пределами пояса распространения большинства оврагов. Состав и состояние сезонного льда там анализировали по инфракрасным съёмкам двух аппаратов — американского Mars Reconnaissance Orbiter и европейского Mars Express. По характеру поглощения солнечного света на разных длинах волн можно определить состав льда и толщину его слоя.
Водяного льда как самостоятельного покрова на склонах не обнаружили ни разу. Он может присутствовать лишь мелкими включениями внутри углекислотного льда, а на финальной стадии схода льда, когда и происходят подвижки в оврагах, его следов нет совсем. Соли в районе есть — сульфаты, а рядом ещё и глины, — но залегают они на плато и у кромки обрыва, а не в руслах и выносах оврагов. Их слишком мало, несколько процентов по массе или меньше, и понизить температуру замерзания воды до состояния незамерзающего рассола такое количество не способно.
Вторая популярная версия связывает изменения рельефа с гейзерами. Сезонный углекислотный лёд бывает прозрачным: солнце проходит сквозь него и нагревает грунт снизу, лёд испаряется изнутри, давление растёт, газ вырывается наружу и выбрасывает пыль — на снимках это видно как тёмные пятна. Наблюдения подтвердили, что лёд в Сисифи Кави действительно остаётся прозрачным почти весь сезон, а его толщина измеряется десятками сантиметров и больше на холодных склонах. Однако тёмные пятна появляются в конце зимы и начале весны, а овраги меняются в середине и конце весны, когда пятен уже нет.
Остаётся третий вариант. К концу сезона слой сухого льда становится тонким, и именно тогда в оврагах фиксируют новые промоины и свежие выносы породы. Авторы склоняются к тому, что материал сходит вниз сухими лавинами, а испаряющийся углекислый газ работает как смазка и «разжижает» поток частиц, позволяя ему «течь» по склону почти как жидкости.
Распространять вывод на все марсианские овраги исследователи не берутся: речь идёт о классическом типе, а овраги на дюнах устроены иначе. Это уточнение важно, поскольку марсианские овраги долгое время рассматривались как потенциальный индикатор современных запасов жидкой воды, а значит, и как возможный ориентир для поиска условий, пригодных для жизни. Новая работа смещает акцент с водного сценария на углекислотный, подчёркивая, что сезонные процессы на поверхности планеты могут имитировать водную эрозию, не будучи связанными с водой.
Отдельно стоит отметить, что на Марсе уже находили сложные органические молекулы возрастом около 3,5 млрд лет, а марсоход Perseverance впервые зафиксировал электрические разряды в атмосфере планеты. Эти данные показывают, насколько разнообразными могут быть физические и химические процессы на Красной планете, и подчёркивают важность точного разграничения водных и неводных механизмов формирования рельефа.