Divu jūdžu garā Teksasas izmēra ledus vāciņa forma uz Marsa ziemeļpola ir satraukusi zinātniekus četrdesmit gadus, taču jaunie rezultāti, kas 27. maijā tiks publicēti žurnālā Nature divos rakstos, izraisīja diskusijas par atpūsties.
Marsa polārie vāciņi ir zināmi jau kopš pirmajiem planētas teleskopiskajiem skatiem, taču agrīnā kosmosa kuģa attēli atklāja, ka ziemeļu polārā vāciņa augšpusē atrodas mīklainas siles, kas spirāliski iziet no tā centra, kā arī caurumu, kas lielāks par Lielo kanjonu. Šo pazīmju izcelsme tiek diskutēta kopš to atklāšanas pirmo reizi 1972. gadā.
Viena hipotēze, lai izskaidrotu milzu kanjonu, ko sauc par Chasma Boreale, ir tāda, ka vulkāniskais karstums izkausēja ledu un izraisīja katastrofiskus plūdus, kas veidoja bezdibeni. Citi zinātnieki ir ierosinājuši, ka vējš, kas slaucīja lejup no vāciņa augšdaļas, no ledus cirsta Chasma Boreale.
Arī spirāles siles ir ierosinātas vairākos gadījumos. Viens no tiem ir izskaidrojams ar lūzumiem, ko izraisa ledus plūsma no staba. Cits izmanto modeli, kas liek domāt, ka siles ir dabisks saules sildīšanas un sānu siltuma vadīšanas rezultāts ledū.
Divos jaunajos dokumentos, kurus vadīja Džeks Holts un Īzaks Smits no Teksasas Universitātes Ostinas Ģeofizikas institūtā, tika izmantoti dati no sekla pazemes radara (SHARAD) uz Marsa Reconnaissance Orbiter (MRO), lai izpētītu ledus vāciņa iekšējo struktūru. un atklājiet siļu un plaisas izcelsmi.
“SHARAD no orbītas sūta radioviļņu impulsus 700 reizes sekundē,” skaidroja Holts. Zināma enerģija tiek atstarota no virsmas un pēc tam no zemzemes saskarnēm, ja iejaukšanās materiāls ļauj iekļūt radioviļņiem. Radars, kas atrodas šajā viļņa garumā (apmēram 20 metri), ļoti labi iekļūst ledū, un tas tika izmantots no lidmašīnām uz Zemes, lai kartētu lielas Zemes ledus lapu daļas. ”
“Saliekot visas pārdomas, var iegūt priekšstatu par to, kas atrodas zem
virsmu, ”piebilda Smits.
Holts paskaidroja, ka spēja kartēt ne tikai virsmas pazīmes, bet arī ledus vāciņa iekšējo struktūru “paver iespējas labāk izprast to, ko mēs redzam uz virsmas, savlaicīgi nodrošinot kritisko kontekstu”.
Kartējot ziemeļpolārā ledus vāciņa trīsdimensiju struktūru, Smits un Holts ir noteikuši, ka gan siles, gan Chasma Boreale veido katabātiski vēji, kas pūš no ledus vāciņa augšpuses.
"Mēs nesakām, ka viņus cirsts vējš, drīzāk vējam bija liela loma to veidošanā un evolūcijā." Holts teica. "Chasma Boreale ir sena īpašība, kas saglabājās tāpēc, ka tur nekrita jauns ledus, iespējams, pastāvīgu vēju dēļ, kas nāca no ledus vāciņa augstākā punkta."
Holts atklāja arī pierādījumus par vēl vienu veco kanjonu, kas laika gaitā ir pilnībā aizpildīts. "Virspusē nav pierādījumu, kas norādītu, ka tas tur bijis iepriekš," sacīja Holts. "Tomēr to var kartēt datos."
Arī spirālveida siles kontrolē vējš. "Mēs redzamie radaru slāņi rāda vēja pārvadājumus, jo to biezums un augstums ir atšķirīgs [pāri siles]", skaidroja sila darba galvenais autors Smits. "Vējš pārvietojas pāri silei, nevis caur to [un] ledu pārvieto no pretvēja puses (tādējādi to slāni retinot) uz pretvēja pusi (pievienojot vēl vairāk esošajam slānim)."
Tas laika gaitā spirālveida siles migrē pretvēja virzienā - parādību pirmo reizi ierosināja Virdžīnijas universitātes pētnieks Alans Hovards 1982. gadā. “Daudzi cilvēki ierosināja citas hipotēzes, kas liek domāt, ka viņš ir kļūdījies,” sacīja Smits. “Bet, kad jūs skatāties hipotētisku šķērsgriezumu no viņa papīra, tas izskatās gandrīz tieši tāpat kā tas, ko mēs redzam radara datos. Mēs bijām pārsteigti par to, cik precīzi Alans Hovards paredzēja, ko mēs darīsim
redzēt. ”
Planētas rotācijas dēļ siles ir spirālveida. Kad katabātiskie vēji pūš no vāciņa centra uz leju zemākiem platuma grādiem, tos savij tas pats “koriola spēks”, kas izraisa viesuļvētras spirāli uz Zemes.
Slāņi, kurus Holts un Smits kartēja, izmantojot radara datus, arī liek domāt, ka uz Marsa ledus plūsmas ir daudz retākas nekā uz Zemes. Plūsmu trūkums nozīmē, ka polārais ledus uz Marsa saglabā sarežģītākus slāņus, nekā paredzēts. "Šī sarežģītība rada ļoti specifiskus ierobežojumus klimatiskajiem procesiem, kas ir atbildīgi par [slāņiem]," sacīja Holts. "Mēs galu galā varēsim rekonstruēt vējus un akumulācijas modeļus visā polārajā vāciņā un laika gaitā."
Polis plāno izmantot senās polāro ainavas, kas iegūtas no SHARAD datiem, kopā ar Marsa klimata simulācijām, lai modelētu polārā vāciņa veidošanos. "Ja mēs varam atjaunot galvenās iezīmes, piemēram, Chasma Boreale [modeļos], tad šajā laika posmā mēs būsim daudz iemācījušies par klimatu uz Marsa."
Smits un Holts plāno izpētīt arī Marsa slīpuma ietekmi uz ledus vāciņa veidošanos. “Tā kā Marsa orbīta un slīpums tik ļoti mainās attiecībā pret sauli, būtu jauki redzēt, kā tas ir ietekmējis ledus nogulsnēšanos uz vāciņa. Tas prasa daudz vairāk kartēšanas, un mēs jau esam sākuši šo procesu, ”sacīja Smits.
"Ar Marsu joprojām ir jāveic daudz pētījumu," sacīja Smits. “Uz šīs planētas ir daudz noslēpumu, no kuriem dažus mēs pat vēl neesam atraduši.”
