Новые исследования о формировании ледяных шапок Марса

Как известно, на полюсах Марса существуют ледяные шапки, сформированные из слоев пыли и льда. Эти слои формировались тысячелетиями и хранят в себе изменения климата красной планеты.

В ледяных шапках Марса есть неоднородности, которые можно наблюдать в виде впадин и ущелий. Эти особенности ледяного покрова Марса известны очень давно, и, в настоящее время, ученые предполагают, что марсианский рельеф отражает на себе следы солнечной активности.

Количество солнечного света, падающего на поверхность Марса, сильно менялось, в первую очередь из-за больших изменений в наклоне вращения оси планеты, что приводило к кардинальным изменениям климата. В течение многих лет ученые попытались связать солнечную инсоляцию и структуру ледяных глыб в поисках признаков периодических изменений в видимых слоях.

Исследователь физики льда в университете Копенгагена Кристин Хвидберг объясняет следующее:
«Мы решили пойти в абсолютно другом направлении. Мы разработали модель того, как формировались ледяные шапки Марса с помощью фундаментальных физических процессов, и это демонстрирует корреляцию между формированием ледяных блоков и солнечной инсоляцией».

Кристин объясняет, что в разработанной модели структуру ледяного слоя формирует солнечное излучение, а ледяная пыль формируется двумя процессами:

1) увеличенное испарение льда в течение лета в косом направлении (когда ось вращения наклоняется вниз), и
2) изменения в накоплении пыли в результате изменений наклона оси.

Модель проста, но физически возможна, и она может использоваться, чтобы исследовать связь между изменениями климата и строением ледяного слоя.

Исследователи установили структуру модели, которая могла объяснить строение ледяного слоя так, чтобы это совпадало с наблюдениями. Сравнивая слои в модели с измерениями со спутниковых изображений, они обнаружили, что модель в состоянии воспроизвести сложные последовательности пыли и льда в ледяных шапках Марса.

Изображение слоев, полученное с помощью инструмента HiRISE со спутника MRO, показывает, что полярная шапка состоит из слоев льда и пыли.

Разработанная модель исследует верхние 500 метров ледника и ледовых скульптур на северном полюсе Марса, эквивалентным приблизительно 1 миллиону лет и средней скорости накопления льда 0.55 мм ежегодно. Это связывает отдельные ледяные слои с максимумами солнечной активности, и, таким образом, устанавливает датированную историю климата северного полюса Марса более чем 1 миллион лет назад.

Даже при том, что модель основана на сравнении с видимыми ледяными слоями поверхности Марса, предварительные исследования показывают, что вся толщина и внутренняя структура ледникового покрова могут быть объяснены моделью и с большим интервалом времени, в несколько миллионов лет.

Источник: NASA/JPL/UA