Формата на ледената шапка с размер на две мили в Тексас на северния полюс на Марс озадачи учените в продължение на четиридесет години, но новите резултати, които ще бъдат публикувани в двойка документи в списанието Nature от 27 май, поставиха спора в Почивка.
Полярните шапки на Марс са известни още от първите телескопични изгледи на планетата, но ранните изображения на космически кораби разкриват, че северната полярна шапка се отбелязва от загадъчни корита, които се вият от центъра й, както и от пропаст, по-голяма от Гранд Каньон. Произходът на тези характеристики е обсъден, тъй като те са открити за първи път през 1972 г.
Една от хипотезите за обяснение на гигантския каньон, наречен Chasma Boreale, е, че вулканичната топлина стопи леда и предизвика катастрофално наводнение, което формира пропастта. Други учени предполагат, че вятърът, който мете надолу от върха на шапката, издълбал Chasma Boreale от леда.
Предложени са множество обяснения и за спиралните корита. Едното обяснява коритата като счупвания, причинени от потока на лед от полюса. Друг използва модел, който предполага, че коритата са естественият резултат от слънчевото нагряване и страничната топлопроводимост в леда.
Двата нови документа, ръководени от Джак Холт и Исак Смит от Тексаския университет към Института за геофизика на Остин, използваха данни от Плиткия подпочвен радар (SHARAD) на Марс Реконесанс Орбитър (MRO) за проучване на вътрешната структура на ледената шапка и открийте произхода на коритата и пропастта.
"SHARAD изпраща импулси на радиовълни от орбита, 700 пъти в секунда", обясни Холт. „Една енергия се отразява от повърхността, а след това от подземните интерфейси, ако интервенционният материал позволява на радиовълните да проникват. Радарът на тази дължина на вълната (около 20 метра) прониква много лесно в леда и е използван от самолети на Земята за картографиране на големи части от ледените покривки на Земята. "
„Слагайки всички отражения заедно, човек може да направи представа за това, което се крие под
повърхност “, добави Смит.
Холт обясни, че способността да се картографират не само характеристиките на повърхността, но и вътрешната структура на ледената шапка „отваря вратата за по-добро разбиране на това, което виждаме на повърхността, като предоставя критичен контекст във времето“.
С картографирането на триизмерната структура на северната полярна ледена шапка Смит и Холт са определили, че и коритата, и Chasma Boreale са образувани от катабатни ветрове, които се спускат от върха на ледената шапка.
„Не казваме, че са били издялани от вятъра, а вятърът е имал силна роля в тяхното формиране и еволюция.“ - каза Холт. „Chasma Boreale е стара характеристика, която се запазва, защото там не се е натрупал нов лед, вероятно поради постоянни ветрове, идващи от най-високата точка на ледената шапка.“
Холт откри и доказателства за друг стар каньон, който е напълно запълнен с течение на времето. "На повърхността не остават никакви доказателства, които да сочат, че тя е била там преди", каза Холт. "Ние обаче можем да го съпоставим в данните от радарите."
Спиралните корита също се контролират от вятъра. „Радарните слоеве, които виждаме, показват доказателства за вятърния транспорт, тъй като те се различават по дебелина и кота [през коритата],“ обясни Смит, водещ автор на книгата за корито. "Вятърът се движи през коритото, вместо през него [и] премества лед от страната на вятъра (като по този начин изтънява слоя) към страната надолу (добавяйки още към съществуващия слой)."
Това причинява спиралните корита да мигрират нагоре с течение на времето, феномен, предложен първо от Алън Хауърд, изследовател от Университета на Вирджиния, през 1982 г. „Но когато погледнете хипотетично напречно сечение от неговата книга, той изглежда почти точно като това, което виждаме в данните от радарите. Бяхме изумени от това колко точно Алън Хауърд предсказа какво ще направим
видим. "
Котлоните са с форма на спирала поради въртенето на планетата. Тъй като катабатните ветрове духат от центъра на капачката надолу към по-ниските ширини, те са усукани от същата „кориолисова сила“, която кара ураганите да се спирали на Земята.
Слоевете, които Холт и Смит са картографирали с помощта на радарни данни, също предполагат, че ледените потоци са много по-редки на Марс, отколкото са на Земята. Липсата на потоци означава, че полярният лед на Марс запазва по-сложни слоеве от очакваното. "Тази сложност осигурява много специфични ограничения на климатичните процеси, отговорни за [слоевете]", казва Холт. „В крайна сметка ще можем да реконструираме ветровете и моделите на натрупване през полярната шапка и през времето.“
Холт планира да използва древните полярни пейзажи, извлечени от данните на SHARAD, заедно със симулации на марсианския климат, за да моделира формирането на полярната шапка. „Ако успеем да пресъздадем основните характеристики като Chasma Boreale [в моделите], тогава ще научим много за климата на Марс през този период.“
Смит и Холт също планират да проучат ефекта на наклона на Марс върху формирането на ледената шапка. „Тъй като орбитата и наклона на Марс се променят толкова много по отношение на слънцето, би било хубаво да видим как това се отрази на отлагането на лед върху капачката. Това изисква много повече картографиране и вече сме започнали този процес “, каза Смит.
"Все още има много изследвания за Марс", каза Смит. „Планетата има много мистерии, някои от които още не сме открили.“
