Ученые разработали новую методику исследования рек на Марсе и Титане

Июл 14, 2023 Леонид Гляделов

Геологи из Массачусетского технологического института разработали новую систему, которая позволяет исследователям определить, насколько быстро текли реки на Марсе в прошлом и как они движутся сейчас на Титане. Для расчета скорости движения воды используются данные со спутников.

Специалисты из Массачусетского технологического института установили скорость и глубину рек в отдельных районах Марса, протекавших более 1 млрд. лет назад. Кроме того, они сделали аналогичные оценки для современных рек на Титане.

Результаты, полученные профессором Тейлором Перроном и его командой, были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Опираясь на работы Гэри Паркера, выполненные в 2000-х годах, команда смогла построить ряд уравнений, объясняющих движение рек на нашей планете. В его работе были выявлены корреляции между шириной, глубиной и уклоном реки и скоростью ее течения. Принимая во внимание другие факторы, такие как сила тяжести, а также размер и массу осадочных пород в русле реки, он создал уравнения, позволяющие представить эти связи математически.

Геологи на Земле имеют возможность проводить расчетные полевые оценки для определения скорости реки, а также количества воды и наносов, которые она может перенести вниз по течению. Однако для рек, расположенных на других планетах, такие измерения ограничены, поскольку они должны быть получены на основе изображений и данных, полученных со спутников.

Исследователи пришли к выводу, что любой расчет ручьев на Марсе или Титане должен основываться на многочисленных характеристиках, которые можно наблюдать издалека. Сэмюэл Берч, основной автор статьи, модифицировал уравнения Паркера таким образом, чтобы они работали только с информацией о ширине и уклоне.

Исследователь использовал полученные уравнения для изучения древних рек, текущих к кратерам Гейл и Джезеро на Марсе. Введя гравитационные уравнения Марса и измерив ширину и уклон каждой реки по спутниковым фотографиям и показаниям высоты, он смог оценить скорость каждого потока.

Исследования показали, что в кратерах Гейл и Джезеро протекают реки, существующие не менее ста тысяч лет и одного миллиона лет соответственно. Кроме того, специалисты смогли проверить свои предположения о нормальном размере зерен в русле каждой реки, сопоставив их с фактическими измерениями марсианских зерен в окрестностях каждой реки, проведенными марсоходами НАСА Curiosity и Perseverance.

Команда проверила свои уравнения на Марсе, проведя измерения, подтвердившие точность расчетов.

Затем исследователи сконцентрировали свое внимание на Титане, сосредоточившись на двух областях, где можно было изучить склоны рек, одна из которых была рекой, впадающей в озеро, почти такое же большое, как озеро Онтарио. При впадении в озеро эта река, по-видимому, образует дельту. Тем не менее, эта дельта — одна из немногих, которые предположительно находятся на Луне. Практически все видимые реки, впадающие в озера, не имеют дельт. Метод, использованный командой, был применен и к одной из таких рек, не имеющей дельты.

Исследователи выяснили, что поток воды в этих двух реках может быть сопоставим с некоторыми из крупнейших на Земле, а в месте их слияния он, по оценкам, равен потоку Миссисипи. Исследователи заметили, что в большинстве рек Титана отсутствуют веерообразные отложения. Должно быть что-то, что объясняет отсутствие этих речных отложений.

Полученные командой результаты свидетельствуют о том, что реки на Титане, скорее всего, шире и мельче, чем реки на Земле и Марсе с аналогичным водным потоком. По словам Берча, «Титан невероятно похож на нашу планету. Мы видели лишь малую часть того, что он может предложить».