Tvar ľadovej čiapky vysokej veľkosti v Texase na severnom póle Marsu zmätil vedcov už štyridsať rokov, no nové výsledky, ktoré sa majú zverejniť v niekoľkých novinách v časopise Nature 27. mája, priniesli kontroverziu odpočinku.
Polárne čiapky Marsu sú známe už od prvého teleskopického výhľadu na planétu, ale prvé snímky kozmickej lode odhalili, že severná polárna čiapka je hodnotená záhadnými žľabmi, ktoré sa špirálovite vyťahujú z jej stredu, ako aj priepasťou väčšou ako Grand Canyon. O pôvode týchto prvkov sa diskutuje, odkedy boli prvýkrát objavené v roku 1972.
Jednou hypotézou na vysvetlenie obrovského kaňonu zvaného Chasma Boreale je to, že sopečné teplo roztopilo ľad a spôsobilo katastrofickú povodeň, ktorá vytvorila priepasť. Iní vedci tvrdia, že vietor vymetajúci z kopca zhora vytesal Chasmu Boreale z ľadu.
Viaceré vysvetlenia boli navrhnuté aj pre špirálové žľaby. Jeden vysvetľuje žľaby ako zlomeniny spôsobené prúdením ľadu z pólu. Iný model používa na naznačenie, že žľaby sú prirodzeným výsledkom slnečného ohrevu a laterálneho vedenia tepla v ľade.
Dva nové dokumenty, vedené Jackom Holtom a Isaacom Smithom z University of Texas v Austinovom inštitúte pre geofyziku, použili údaje z plytkého podpovrchového radaru (SHARAD) na sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) na štúdium vnútornej štruktúry ľadovej čiapky a objavte pôvod koryta a priepasti.
„SHARAD vysiela impulzy rádiových vĺn z obežnej dráhy, 700-krát za sekundu,“ vysvetlil Holt. „Určitá energia sa odráža od povrchu a potom z podpovrchových rozhraní, ak intervenujúci materiál umožňuje prenikanie rádiových vĺn. Radar pri tejto vlnovej dĺžke (asi 20 metrov) veľmi dobre preniká ľadom a používa sa z lietadiel na Zemi na mapovanie veľkých častí ľadových plátov Zeme. “
„Zložením všetkých týchto odrazov si môžete vytvoriť obraz toho, čo leží pod
povrch, “dodal Smith.
Holt vysvetlil, že schopnosť mapovať nielen vlastnosti povrchu, ale aj vnútornú štruktúru ľadovej pokrývky, „otvára dvere, aby lepšie porozumeli tomu, čo vidíme na povrchu, a to poskytnutím kritického kontextu v čase.“
Mapovaním trojrozmernej štruktúry severnej polárnej ľadovej pokrývky Smith a Holt určili, že žľaby aj Chasma Boreale boli vytvorené katabatickými vetry, ktoré fúkajú z vrcholu ľadovej čiapky.
"Nehovoríme, že boli vyrezávané vetrom, ale že vietor mal silnú úlohu pri ich formovaní a vývoji." Povedal Holt. "Chasma Boreale je stará črta, ktorá pretrvávala, pretože sa tu nehromadil nový ľad, pravdepodobne kvôli pretrvávajúcim vetrom prichádzajúcim z najvyššieho bodu na ľadovú čiapku."
Holt tiež objavil dôkazy o ďalšom starom kaňone, ktorý bol v priebehu času úplne vyplnený. "Na povrchu nezostali žiadne dôkazy, ktoré by naznačovali, že tam predtým bol," uviedol Holt. „Môžeme to však zmapovať v radarových údajoch.“
Špirálové žľaby sú rovnako ovládané vetrom. "Radarové vrstvy, ktoré vidíme, ukazujú dôkazy pre veternú dopravu, pretože sa líšia hrúbkou a nadmorskou výškou (naprieč žľabmi"), vysvetlil Smith, hlavný autor žľabového papiera. "Vietor sa pohybuje naprieč žľabom namiesto neho [a] pohybuje ľadom zo strany vetra (čím sa stenčuje vrstva) na stranu v smere vetra (čím sa pridá k existujúcej vrstve viac)."
To spôsobuje, že špirálové korytá sa v priebehu času migrujú smerom nahor, čo je jav, ktorý prvýkrát navrhol Alan Howard, vedec z University of Virginia, v roku 1982. „Mnoho ľudí navrhlo ďalšie hypotézy naznačujúce, že sa mýli,“ povedal Smith. "Ale keď sa pozriete na hypotetický prierez z jeho papiera, vyzerá to takmer presne ako to, čo vidíme v radarových údajoch." Boli sme prekvapení, ako presný Alan Howard predpovedal, čo chceme
viz. "
Koryto má rotačný tvar planéty špirálovitý tvar. Keď katabatické vetry fúkajú od stredu čiapky nadol do nižších zemepisných šírok, sú skrútené rovnakou „koriolisovou silou“, ktorá spôsobuje špirály hurikánov na Zemi.
Vrstvy, ktoré Holt a Smith mapovali pomocou radarových údajov, tiež naznačujú, že toky ľadu sú na Marse oveľa zriedkavejšie ako na Zemi. Nedostatok tokov znamená, že polárny ľad na Marse zachováva zložitejšie vrstvy, ako sa očakávalo. „Táto zložitosť predstavuje veľmi špecifické obmedzenia klimatických procesov zodpovedných za vrstvy [vrstvy],“ uviedol Holt. "Budeme nakoniec schopní zrekonštruovať vetry a akumulačné vzorce naprieč polárnym uzáverom a časom."
Holt plánuje použiť starodné polárne krajiny odvodené z údajov SHARADu spolu so simuláciami marťanského podnebia na modelovanie tvorby polárneho uzáveru. "Ak dokážeme obnoviť hlavné funkcie, ako je Chasma Boreale [v modeloch], potom sa počas toho obdobia veľa naučíme o klíme na Marse."
Smith a Holt tiež plánujú študovať vplyv sklonu Marsu na tvorbu ľadovej čiapky. „Pretože obežná dráha a náklon Marsu sa v porovnaní so slnkom tak veľmi menia, bolo by pekné vidieť, ako to ovplyvnilo ukladanie ľadu na čiapku. Vyžaduje si to oveľa viac zmapovania a tento proces sme už začali, “povedal Smith.
„Na Marse je ešte veľa práce,“ povedal Smith. "Planéta má veľa záhad, z ktorých niektoré sme ešte nenašli."
