Oblika dva kilometra visoke teksaške ledene kape na severnem polu Marsa je znanstvenike zmedla že štirideset let, vendar so novi rezultati, ki bodo objavljeni v paru prispevkov v reviji Nature 27. maja, sprožili polemiko počivaj.
Polarne kape Marsa so bile znane že od prvih teleskopskih pogledov na planet, toda zgodnje slike vesoljskih plovil so razkrile, da je severna polarna kapica dosežena z enigmatičnimi koritami, ki se spirali iz njenega središča, pa tudi s špranjo, večjo od Grand Canyona. O izvoru teh značilnosti so razpravljali, odkar so bili prvič odkriti leta 1972.
Ena od hipotez, ki pojasnjuje velikanski kanjon, imenovan Chasma Boreale, je, da je vulkanska vročina stopila led in povzročila katastrofalno poplavo, ki je tvorila prepad. Drugi znanstveniki so predlagali, da je veter, ki se je spuščal navzdol z vrha kapice, iz ledu izklesal Chasma Boreale.
Za spiralna korita je predlagano več razlag. Eno pojasnjuje korita kot zlome, ki jih povzroči tok ledu s pola. Drug uporablja model, ki namiguje, da so korita naravni rezultat sončnega segrevanja in stranske prevodnosti toplote v ledu.
Dva nova prispevka, ki sta jih vodila Jack Holt in Isaac Smith z Univerze v Teksasu iz Austinovega inštituta za geofiziko, sta uporabila podatke iz plitkega podzemnega radarja (SHARAD) na Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) za preučevanje notranje strukture ledene kapice. in odkrijte izvor korit in prepadov.
"SHARAD pošlje impulze radijskih valov iz orbite 700 krat na sekundo," je pojasnil Holt. „Nekaj energije se odraža s površine, nato pa iz podzemnih vmesnikov, če intervenir omogoča, da radijski valovi prodirajo. Radar na tej valovni dolžini (približno 20 metrov) zelo dobro prodira v led in ga uporabljajo z letali na Zemlji za preslikavo velikih delov zemeljske ledene plošče. "
"Z združevanjem vseh odsevov lahko naredimo podobo tega, kar se skriva pod
površino, "je dodal Smith.
Holt je pojasnil, da sposobnost preslikave ne samo površinskih lastnosti, temveč tudi notranje strukture ledene kapice "odpira vrata za boljše razumevanje tega, kar vidimo na površini, tako da pravočasno zagotovimo kritični kontekst."
S preslikavo tridimenzionalne strukture severne polarne ledene kapice sta Smith in Holt ugotovila, da sta korita in Chasma Boreale oblikovana s katabatskimi vetrovi, ki se pihajo z vrha ledene kapice.
"Ne rečemo, da jih je vklesal veter, ampak da je imel močno vlogo pri njihovem nastajanju in evoluciji." Je rekel Holt. "Chasma Boreale je stara lastnost, ki se je obdržala, ker se tam ni nabral nov led, verjetno zaradi vztrajnih vetrov, ki prihajajo iz najvišje točke ledene kape."
Holt je odkril tudi dokaze za še en stari kanjon, ki je bil sčasoma popolnoma zapolnjen. "Na površini ne ostajajo nobeni dokazi, ki bi kazali, da je bil že prej," je dejal Holt. "Kljub temu ga lahko preslikamo v radarskih podatkih."
Tudi spiralna korita nadzira veter. "Radarske plasti, ki jih vidimo, dokazujejo promet vetra, ker se razlikujejo po debelini in višini [čez korita]," je razložil Smith, glavni avtor zadnjega prispevka. "Veter se premika skozi korito namesto po njem [in] premakne led z navzgornje strani (s čimer stanjša sloj) na stran navzdol (doda več obstoječemu sloju)."
To povzroči, da se spiralna korita sčasoma selijo navzdol, kar je pojav, ki ga je leta 1982 prvič predlagal Alan Howard, raziskovalec na univerzi v Virginiji. "Mnogi so predlagali druge hipoteze, ki kažejo, da ni prav," je dejal Smith. "Toda če pogledamo hipotetični presek iz njegovega papirja, je skoraj tako, kot vidimo v radarskih podatkih. Presenečeni smo bili nad tem, kako natančno je Alan Howard napovedal, kaj bomo
glej. "
Korita so zaradi vrtenja planeta v obliki spirale. Ko kabatični vetrovi pihajo od središča kapice navzdol do nižjih širin, jih zasuka ista »koriolisna sila«, ki na Zemlji spiralno orkane.
Plasti, ki sta jih Holt in Smith preslikala s pomočjo radarskih podatkov, kažejo tudi na to, da so ledeni tokovi na Marsu veliko redkejši kot na Zemlji. Pomanjkanje pretokov pomeni, da polarni led na Marsu ohranja kompleksnejše plasti od pričakovanih. "Ta kompleksnost zagotavlja zelo posebne omejitve podnebnih procesov, ki so odgovorni za [plasti]," je dejal Holt. "Sčasoma bomo lahko rekonstruirali vetrove in vzorce kopičenja čez polarno kapico in skozi čas."
Holt načrtuje uporabo starodavnih polarnih pokrajin, ki izhajajo iz podatkov SHARAD, skupaj s simulacijami marsovskega podnebja za modeliranje oblikovanja polarne kape. "Če bomo znali poustvariti glavne značilnosti, kot je Chasma Boreale [v modelih], se bomo v tem obdobju veliko naučili o podnebju na Marsu."
Smith in Holt nameravata preučiti tudi vpliv Marsovega nagiba na oblikovanje ledene kape. "Ker se Mars-ova orbita in nagib toliko spreminjata glede na sonce, bi bilo lepo videti, kako je to vplivalo na odlaganje ledu na pokrovčku. To zahteva veliko več kartiranja in ta postopek smo že začeli, "je dejal Smith.
"Na Marsu je še veliko raziskav," je dejal Smith. "Na planetu je veliko skrivnosti, katerih nekaterih še nismo našli."
