A Mars jégsapkájának 40 éves rejtvénye megoldódott

Lógd a szeleket formáló forgó spirál és mély kanyon az északi sark jégében

A spirálmintázat jól látható a Mars északi pólusának jégsapkáján, jobb alsó részén pedig a Chasma Boreale mély metszetén. © NASA / Caltech / JPL / DeJong E. / Craig J. / M. Stetson
felolvasta

A jégsapka a Mars északi pólusán két rejtélyes képződményt tartalmaz: a spirális hornyok mintáját és a szakadékot, amely mélyebb és szélesebb, mint a Grand Canyon. A több mint 40 éves rejtvény után a kutatók rájöttek, hogy a speciális gravitációs szelek mindkét szerkezetet képezték. Két „Természet” cikkben beszámolnak az első radarmérés eredményéről, amely betekintést nyújt a jégsapka belső szerkezetébe.

A Mars északi pólusán lévő körülbelül három kilométer vastag jégsapka jégből és porból áll, amelyek - mint az előző feltételezés - váltakozva váltak, mint egy fa torta rétegei sík rétegekben. A jégtakaró felületét spirális völgyek borítják, amelyek oka rejtélyes. Míg az egyik elmélet a jég repedésének kiváltó tényezőjeként látja a bolygó forgását, más kutatók feltételezik, hogy fokozott napsugárzás és eltérő hővezetés bizonyos területeken ezek a völgyek megolvadnak a jégbe.

És egy másik titokzatos szerkezet rejtőzik a jég alatt: Chasma Boreale, a jég szélén kialakuló szakadék, amely mélyebb és szélesebb, mint a Föld nagy kanyonja. Származási módjuk is eddig nem volt világos. Egyes kutatók úgy vélik, hogy a jégsapka alatt a vulkáni tevékenységből származó hő katasztrófát okozó árvizekhez vezetett, amelyek viszont a kanyon földalatti holtpontjába vezettek. Mások meglehetősen erős sarki szeleket látnak, amelyeket katabatidnek hívnak ennek a kialakulásnak az oka.

Példa egy SHARAD radar keresztmetszetére a spirálszerkezet egyes vályúin keresztül. A rétegek dőlése és vastagságuk változása azt mutatja, hogy a jéglapokat fokozatosan átalakították, ám ezeket nem hirtelen elvágták vagy katasztrófák okoztak. © NASA / JPL / Texasi Egyetem / Isaac Smith

A radar összetett jégszerkezeteket fed fel

Most több amerikai egyetem és kutatóintézet tudóscsoportja oldotta meg a marsi sarki északi sarkvidéki struktúrák rejtélyét. A NASA Mars Reconnaissance Orbiter fedélzetén lévő radarkészlet adatait használják. Az olasz űrhajó által az űrhajók számára kifejlesztett "sekély radar" (SHARAD) lehetővé teszi a jégrétegek és a jégsapka belső szerkezetének, valamint az alatta lévő mélyépítmények áttekintését. pontosabban elemezni.

A radar adatai kezdetben azt mutatták, hogy a sapka belsejében lévő jégrétegek csak szabályosak. Ehelyett összetett szerkezeteket alkotnak, vastagságú és irányú rétegekkel, hirtelen törésekkel és résekkel. "Senki sem gondolta volna, hogy az ilyen összetett struktúrák el vannak rejtve a rétegekben" - magyarázza Jack Holt az austini Texasi Egyetemen, a Nature cikk vezető szerzője A Chasma Borealról. SchichtenA rétegek információkat szolgáltatnak a jég felhalmozódásáról, az erózióról és a szél szállításáról. Ezen információk alapján rekonstruálhatunk egy olyan éghajlati történetet, amely sokkal részletesebb, mint bárki gondolta volna

A katabatikus szelek állandó megpillantása

A jégszerkezetek többek között lehetővé tették a kutatók számára a Chasma Boreale genezisének rekonstruálását. A mély szakadékot tehát nem egy katasztrófa befolyásolta, hanem az erős csepp szelek állandó gúgolódása ide érte a több millió év alatt, az itt a föld alatti területeken különösen erős. A levegőáramot irányította és befolyásolta a szomszédos régi, ezért nagyon kemény jég topográfia.

Az új eredmények azt mutatják, hogy az északi-sark jégsapka felületén lévő spirálminták kialakulása a szelekhez vezet. Ennek értelmében hideg, sűrű levegő áramlik a pólusról dél felé a jégsapkán és annak szélein. A bolygó forgási mozgása által előállított Coriolis-erő létrehozza ezeket az úgynevezett katabatikus szeleket spirális áramlási mintázatokba. Azokon a helyeken, ahol a levegőáramlás különösen erős, fokozatosan elviszi a jégtakarót, és felfedi a mögöttes porrétegeket - a támaszok kialakulnak.

A Chasma Boreale fejlődéséhez vezető események ábrázolása. a) egy régi jégsapka emléke b) a régi jég lerakódása c) új jég lerakódása d) megújult erózió e) új jég lerakódása f) legújabb eróziós szakasz még meredek élekkel K. Fishbaugh, J. Holt

A 30 éves elmélet megerősítette

Ezek az új eredmények megerősítik egy elméletet, amelyet 1982-ben már kidolgozott Alan Howard amerikai bolygótudós, aki ezt az elméletet fejlesztette ki a viking szondák 1970-es évekből származó felvételein alapulva. "Csak a viszonylag alacsony felbontású viking képei voltak" - magyarázza Isaac Smith, a második Nature cikk vezető szerzője. Sok tudós azóta más hipotéziseket javasolt, és helytelennek nyilvánította őket. De az akkori papírjában megjelent hipotetikus keresztmetszetre nézve, szinte pontosan úgy néz ki, mint az új radarfelvételeink. "

Ezért a marsi jégsapka mindkét szerkezetéért a szél hatalma évek óta felelős - a 40 éves rejtvény megoldódott. "Ezeket a rendellenes tulajdonságokat annyira nem magyaráztuk meg, mert nem láthattuk, mi feküdt a jégfelület alatt" - magyarázza Roberto Seu, a SHARAD eszköz csapatvezetője. "Csodálatos, hogy végre meg tudjuk magyarázni ezzel az új hangszerrel."

(Texasi Egyetem, Austin, 2010.06.01. - NPO)