Хотя каналов не существует, другие марсианские феномены, хорошо известные по данным астрономических наблюдений и подтвержденные фотометрическими исследованиями, труднее отбросить как оптические иллюзии. К числу наиболее любопытных принадлежит феномен, называемый астрономами «волной затемнения» [6].
«У края каждой полярной шапки ранней весной, когда лед начинает отступать, возникает общее затемнение поверхности. Потом это затемнение отделяется от отступающей полярной шапки и движется по направлению к экватору в виде четкой полосы с более высокой контрастностью и наконец растворяется в противоположном полушарии. Волны по одной в каждом полушарии движутся с видимой скоростью около 35 км в день» [7].
Южная полярная шапка Марса в период максимального расширения достигает 50° ю.ш. Северная полярная шапка достигает 65° с.ш., гораздо дальше от экватора. При измерении «спектра отражения» полярных шапок ученые обнаружили, из чего они состоят. Южная шапка, наиболее холодная, целиком состоит из замерзшего углекислого газа. Северная полярная шапка содержит переменное количество замерзшей углекислоты, но всегда сохраняет постоянный остаток чистого водяного льда диаметром около 1000 км [8]. Это считается «крупнейшим резервуаром доступной воды на планете» [9].
Вокруг полярной шапки и на некотором расстоянии под ней находятся «мощные слоистые отложения» [10], по определению геологов. Эти отложения, сформированные, по-видимому, под воздействием ветра, прорезаются узкими извилистыми долинами и граничат с самым большим морем песчаных дюн в Солнечной системе [11]. «Это песчаное море полностью окружает реликтовую северную полярную шапку. Дюны этого региона очень живописны и отличаются регулярным расположением на протяжении сотен километров» [12].
Время от времени на поверхности Марса бушуют грандиозные песчаные бури. По еще не вполне понятным причинам таким бурям обычно предшествует период внезапной локальной турбулентности в определенных районах южного полушария, во время которых огромное количество пыли выбрасывается в атмосферу на высоту до 10 км. Затем мощные ветры разносят пыль по всей планете, быстро затмевая черты ее ландшафта. Потом интенсивность бури начинает спадать, и через несколько недель атмосфера возвращается к нормальному состоянию [13].
Необычные элементы ландшафта
В то время как на Земле преобладают плавные изгибы и округлые формы, Марс являет картину резких контрастов. Его долины — самые низкие, каньоны — глубочайшие, а вулканы — высочайшие в Солнечной системе. В отсутствие такой точки отсчета, как уровень моря, ученые соотносят марсианские высоты и глубины с условным «уровнем поверхности». Вершина гигантского вулкана Олимп, расположенная на высоте 27 км над уровнем поверхности, является высочайшей точкой планеты, а дно системы каньонов, известной как долина Маринер, расположенное в 7 км ниже уровня поверхности, является самой низкой точкой [14].
Гора Олимп похожа на видение из какой-нибудь мрачной сказки. Она относится к категории щитовых вулканов и состоит из круглой лавовой возвышенности диаметром 700 км, поднимающейся к вершинной кальдере диаметром 80 км [15]. Внешний край лавовой возвышенности, протяженность которого достигает почти 5000 км, ограничен отвесными утесами шестикилометровой высоты [16].
К юго-востоку от горы Олимп находится плато Элизий — огромный возвышенный регион, увенчанный тремя вулканами. Главный из них, гора Элизий, возвышается на 9 км над окружающей равниной [17]. К юго-востоку от горы Олимп на расстоянии 1600 км начинается еще более огромная возвышенность, известная как плато Фарсида (Тарсис). Она возвышается на 10 км над уровнем поверхности, а ее размер составляет более 4000 км с севера на юг и 3000 км с запада на восток (примерно размер Африки к югу от реки Конго) [18]. Она, в свою очередь, увенчана тремя гигантскими щитовыми вулканами, известными под общим названием Фарсидские горы [19]. Их пики поднимаются на высоту 20 км над уровнем поверхности и всегда остаются видимыми для наблюдателей с орбиты даже во времена самых сильных песчаных бурь [20].
На восточной оконечности плато Фарсида Марс как будто был расколот под воздействием некой катастрофической силы. Посреди беспорядочной мешанины перекрещивающихся глухих каньонов и впадин, известных как Noctis Labyrinthis (Лабиринт Ночи), на поверхности планеты возникает гигантская, плавно изгибающаяся борозда, которая тянется на восток почти параллельно экватору, но между 5° и 20° ю.ш. на расстояние 4500 км [21].
Это долина Маринер. Названная в честь «Маринера-9», первого космического зонда, сфотографировавшего ее, она имеет глубину до 7 км при максимальной ширине более 200 км [22]. По сравнению с Большим Каньоном она в четыре раза глубже, в шесть раз шире и более чем в 10 раз длиннее [23].
На восточной оконечности долина Маринер загибается в северном направлении к экватору и углубляется в мешанину так называемого хаотического ландшафта, состоящую из скалистых блоков, мелких долин и разломов, похожих на один из нижних кругов Дантова Ада. От южного края этой хаотической зоны отделяются глубоко врезанные каналы долины Симуд, долины Тиу и долины Арес (именно в долине Арес посадочный модуль НАСА «Глобал Сарвейор» приземлился 4 июля 1997 года). Все эти каналы очень длинные и широкие. Они тянутся вдоль ложа огромного бассейна, известного как равнина Хриса, и соединены другими каналами, в частности Kasei Vallis, который тянется на север от центральной части каньонов долины Маринер на протяжении 3000 км [24].
Геологи единодушно сходятся в том, что эти каналы могли возникнуть лишь под воздействием невероятно мощных водных потоков. Эти потоки текли из южного полушария Марса в северное полушарие с огромной скоростью из-за значительного перепада высоты.
Разделенная планета
Одна из великих загадок Марса состоит в том, что он имеет две совершенно разные и четко определенные области рельефа: сильно изрытые кратерами южные возвышенности, большая часть которых находится на высоте двух или более километров над уровнем поверхности, и сравнительно ровные и лишенные кратеров северные низменности, большая часть которых расположена на глубине одного километра ниже уровня поверхности [25]. Площадь этих низменностей и возвышенностей примерно равна площади каждого полушария, но они лишь очень приблизительно совпадают с современными южным и северным полушариями Марса. По словам геолога Питера Кеттермола:
«Линия дихотомии, разделяющая эти две зоны, описывает огромную окружность, наклоненную под углом примерно 35’ к марсианскому экватору» [26].
Главными исключениями в «низменном» ландшафте северного полушария являются плато Элизий и значительная часть плато Фарсида, которое перекрывает разделительную линию [27]. Главными исключениями в «возвышенном» ландшафте южного полушария являются долина Маринер и два колоссальных кратера, Аргир и Эллада, появившиеся в результате столкновения с кометами или астероидами. Кратер Аргир имеет диаметр 630 км при глубине около 3 км. Кратер Эллада имеет диаметр почти 2000 км, а его глубина достигает 5 км [28].
Эти два кратера вместе с третьим, который носит имя Исиды, являются самыми большими на Марсе, но поверхность планеты изрыта легионами других кратеров диаметром от 30 км, многие из которых, включая один на южном полюсе, являются настоящими гигантами с диаметром более 200 км [29].
