Oblik ledene kape veličine dva kilometra u Teksasu na sjevernom polu Marsa zbunio je znanstvenike četrdeset godina, ali novi rezultati koji će biti objavljeni u par radova u časopisu Nature 27. svibnja postavili su polemiku u odmor.
Polarne kape Marsa poznate su još od prvih teleskopskih prikaza planete, ali rane slike svemirskih letjelica otkrile su da se sjeverna polarna kapa postiže zagonetnim koritima koja se izviru iz njenog središta, kao i provalijom većom od Grand Canyon-a. O podrijetlu ovih značajki raspravljalo se otkad su prvi put otkriveni 1972. godine.
Jedna hipoteza za objašnjenje džinovskog kanjona, nazvana Chasma Boreale, jest da je vulkanska toplina rastopila led i prouzročila katastrofalnu poplavu koja je formirala ponor. Drugi su znanstvenici predložili da vjetar puše nizbrdo s vrha kape isklesane Chasma Boreale s leda.
Za spiralna korita predloženo je više objašnjenja. Jedno objašnjava korita kao lomove uzrokovane protokom leda s motke. Drugi koristi model koji sugerira da su korita prirodni rezultat solarnog grijanja i bočne provođenja topline u ledu.
Dva nova rada, na čelu s Jackom Holtom i Isaacom Smithom sa Sveučilišta u Teksasu iz Austinovog instituta za geofiziku, koristili su podatke iz Plitkog podzemnog radara (SHARAD) na Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) za proučavanje unutarnje strukture ledene kape i otkrijte porijeklo korita i provalija.
"SHARAD šalje impulse radio valova iz orbite, 700 puta u sekundi", objasnio je Holt. „Neka se energija reflektira s površine, a zatim i iz podzemnih sučelja ako interventni materijal dopušta prodiranje radio valova. Radar na ovoj valnoj duljini (oko 20 metara) jako dobro prodire u led, a pomoću aviona na Zemlji koristio se za mapiranje velikih dijelova Zemljine ledene plohe. "
"Sabiranjem svih odraz može se napraviti slika onoga što se krije ispod toga
podloga ", dodao je Smith.
Holt je objasnio da sposobnost mapiranja ne samo površinskih značajki, već i unutarnje strukture ledene kape „otvara vrata za bolje razumijevanje onoga što vidimo na površini pružanjem kritičnog konteksta u vremenu“.
Mapiranjem trodimenzionalne strukture sjeverne polarne ledene kape, Smith i Holt utvrdili su da su i korita i Chasma Boreale formirani katabatskim vjetrovima, koji pušu s vrha ledene kape.
"Ne kažemo da ih je uklesao vjetar, već da je vjetar imao snažnu ulogu u njihovom nastanku i evoluciji." Rekao je Holt. "Chasma Boreale je stara značajka koja je postojala jer se novi led tamo nije akumulirao, vjerojatno zbog upornih vjetrova koji dolaze s najviše točke ledene kapice."
Holt je otkrio i dokaze za još jedan stari kanjon koji je s vremenom u potpunosti ispunjen. "Na površini ne ostaju nikakvi dokazi koji bi ukazivali na to da je to već bilo tamo", rekao je Holt. "Ipak, to možemo preslikati u radarske podatke."
Spiralna korita također su pod kontrolom vjetra. „Radarski slojevi koje vidimo pokazuju dokaze za transport vjetra, jer se razlikuju u debljini i nadmorskoj visini [kroz korita]“, objasnio je Smith, vodeći autor korita. "Vjetar se pomiče kroz korito umjesto kroz njega [i] prebacuje led s gornje strane vjetra (na taj način prorjeđujući sloj) na silaznu stranu (dodajući već postojećem sloju)."
To uzrokuje da spiralna korita tijekom vremena migriraju uzvratno, fenomen koji je prvi put predložio Alan Howard, istraživač sa Sveučilišta u Virginiji, 1982. "Mnogi su predložili druge hipoteze koje sugeriraju da nije u pravu", rekao je Smith. "Ali kad pogledate hipotetički presjek s njegovog rada, on izgleda gotovo točno onako kako vidimo u radarskim podacima. Bili smo zadivljeni koliko je precizan Alan Howard predvidio što ćemo
vidjeti."
Korita su spiralno oblikovana zbog rotacije planeta. Kako katabatični vjetrovi pušu od središta kapka prema donjim zemljopisnim širinama, isprepletena ih je ista "coriolisova sila" koja uzrokuje da uragani spirali na Zemlju.
Slojevi koje su Holt i Smith preslikali pomoću radarskih podataka također sugeriraju da su ledeni tokovi na Marsu mnogo rjeđi nego na Zemlji. Manjak protoka znači da polarni led na Marsu čuva složenije slojeve od očekivanih. "Ova složenost pruža vrlo specifična ograničenja klimatskim procesima odgovornim za [slojeve]", rekao je Holt. "Na kraju ćemo moći rekonstruirati uzorke vjetra i akumulacije preko polarne kape i kroz vrijeme."
Holt planira koristiti drevne polarne krajolike izvedene iz podataka SHARAD zajedno s simulacijama marsovske klime za modeliranje formiranja polarne kape. "Ako uspijemo ponovno stvoriti glavne značajke kao što je Chasma Boreale [u modelima], tada ćemo naučiti mnogo o klimi na Marsu u tom razdoblju."
Smith i Holt također planiraju proučiti učinak Marsovog nagiba na formiranje ledene kape. "Budući da se Marsova orbita i nagib toliko mijenjaju u odnosu na sunce, bilo bi lijepo vidjeti kako je to utjecalo na taloženje leda na kapu. To zahtijeva mnogo više mapiranja, a taj smo proces već započeli, "rekao je Smith.
"Ima još mnogo istraživanja na Marsu", rekao je Smith. "Na planeti postoji puno misterija, od kojih neke još nismo ni pronašli."
