Последний раз глобальное оледенение охватило Землю примерно 20 тысяч лет назад, и геологические свидетельства этого процесса обнаружены во многих точках планеты. Эти данные помогают специалистам реконструировать облик ландшафта после окончания ледникового периода. Сравнив данные о поверхности Марса с земными наблюдениями, американские ученые заключили, что на Красной планете имели место несколько оледенений в течение последних 100 миллионов лет.
Выводы, представленные в научной работе, были подготовлены геологом, работающим в Университете Колгейт ( Colgate University) в штате Нью-Йорк Джозеф Леви (Joseph S. Levy). Она опубликована в рецензируемом журнале Proceedings of the National Academies of Sciences (PNAS) Национальной академии наук США. Для проведения исследования Леви привлек своих студентов, которые впоследствии опубликовали ряд дополнительных работ.
Принцип здесь несложный: ледники, формируясь и уменьшаясь в размерах, оставляют заметные признаки. Чаще всего это обломки горных пород различной формы и величины, по которым можно без труда установить, что они находились под воздействием льда. Джозеф вместе со студентами в течение двух лет подряд, преимущественно в летние месяцы, анализировал изображения поверхности Марса в высоком разрешении.
За более чем 15 лет работы на орбите Марса зонд Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), благодаря имеющимся у человечества подробным фотографиям поверхности Марса с разрешением 25 сантиметров на пиксель, можно рассмотреть даже объекты, сопоставимые по размеру с крупной книгой. К тому же, Леви и его команда провели каталогизацию валунов вблизи 45 марсианских ледников.
Изначально геолог стремился к простому решению: он обучил нейросеть на земных изображениях и попытался использовать ее для обработки марсианских снимков. Однако этот подход оказался неудачным, поскольку ИИ допускал слишком много ошибок, что потребовало привлечения человеческого труда. Вторая серьезная проблема вызвала даже опасения: марсианские камни были распределены таким образом, что на первый взгляд казалось, будто хаотично. Но это было необъяснимо.
Марсианские ледники имеют сходство с земными скальными образованиями – они напоминают бетон, где каменистая порода удерживается льдом, подобно тому, как цемент скрепляет строительные материалы. В районах, где ледник уменьшался, на опустившейся поверхности можно увидеть валуны и камни. По мере удаления от современного края ледника размер обломков горных пород уменьшается, так как они разрушаются под воздействием эрозии. В то же время, у самого края ледника встречаются более крупные валуны. Однако на Марсе камни различных размеров лежат хаотично, и эта особенность стала важным ключом к пониманию процесса формирования ледников.
Анализ обширного массива информации о расположении валунов вдоль ледниковых путей позволил Леви выявить ряд закономерностей. Вкратце, освободившиеся из-под льда камни на Марсе образуют скопления. Количество таких групп, а следовательно, и периодов отступления и повторного формирования ледников, несколько. Точную цифру определить сложно: Джозеф в своей работе приводит медианное значение шесть, хотя их могло быть и больше.
После получения изображений с большим разрешением станет возможным детализировать информацию, собранную американскими геологами. Однако даже на текущем этапе исследование, проведенное учеными из Университета Колгейт, предоставляет ценный материал для анализа. И не только для геологов — он представляет интерес и для астрофизиков. Это связано с тем, что, согласно одной из наиболее распространенных гипотез, марсианские ледники возникли в результате изменений угла наклона оси вращения планеты. Если, как предполагает Леви, на Марсе происходили неоднократные оледенения за последние 10–100 миллионов лет, то в недавнем прошлом климат планеты был весьма изменчивым.