Орбитальные снимки Марса давно подтвердили, что вода оставила на его поверхности сеть каналов. Однако планету также формировали вулканические процессы, создавшие лавовые русла, а некоторые структуры могли образоваться из-за криовулканизма, когда лёд прорывался через поверхность.

Эти три механизма — вода, лава и лёд — усложняют попытки учёных реконструировать геологическую историю Красной планеты. Новое исследование предлагает метод, позволяющий отличить каналы, вырезанные каждым из этих процессов, через анализ формы их изгибов.

Когда зонд NASA Mariner 9 вышел на орбиту Марса в 1971 году, он столкнулся с глобальной пылевой бурей. После её завершения аппарат передал первые детальные изображения поверхности, включая Олимп — крупнейший вулкан Солнечной системы, и долины Маринер — каньоны, превосходящие по масштабам земные. Но главным открытием стали структуры, напоминающие высохшие речные русла. Хотя учёные изначально связывали их с водой, низкое разрешение снимков не позволяло исключить вулканическое происхождение.

Современные инструменты, такие как камера HiRISE на Mars Reconnaissance Orbiter, предоставили высокодетальные изображения. Сегодня известно, что большинство крупных каналов Марса созданы водой, но лава также оставила следы. Криовулканизм, вероятно, сформировал лишь небольшие овраги. Тем не менее, разграничение этих процессов остаётся сложной задачей, актуальной не только для Марса, но и для других объектов Солнечной системы.

Авторы исследования проанализировали 294 изгиба лунных лавовых каналов, 466 изгибов ледяных каналов и 2766 изгибов речных русел на Земле. Оказалось, что изгибы, созданные водой, имеют уникальную асимметрию. Речные русла формируются под действием центробежной силы: быстрые потоки размывают внешние края поворотов, а на внутренних откладываются осадки, усиливая изгиб. Ледяные и лавовые каналы, напротив, формируются термической эрозией без осаждения, что приводит к менее выраженным изгибам.

«Разница в амплитуде изгибов настолько значительна, что алгоритмы, настроенные на лунные лавовые каналы, отказывались корректно обрабатывать земные реки. Это не ошибка кода — это фундаментальное отличие», — пояснил Хуан Васкес, руководитель исследования.

Учёные также обнаружили, что лавовые и ледяные каналы чаще имеют изгибы, смещённые вниз по течению, тогда как речные — вверх. Например, на Марсе каналы на склонах вулканов интерпретируют то как следы лавы, то как результат таяния снега. «Теперь, измеряя асимметрию изгибов, можно определить их природу», — отметил соавтор работы Тим Гоудж.

Метод ещё требует доработки: отдельные каналы могут демонстрировать аномалии. Однако собранные данные уже помогают изучать не только Марс, но и Титан, спутник Сатурна, где жидкие углеводороды формируют русла. Орбитальные снимки не позволяют понять, вызваны ли их изгибы осаждением «грунта» или плавлением льда. Анализ морфологии изгибов сможет дать ответ.