Планетологи раскрыли 40-летние загадки северной полярной шапки Марса

Ученые реконструировали формирование двух любопытных структур северной полярной шапки Марса — каньона крупнее Гранд-Каньона и системы спиральных желобов. Это позволило решить две загадки, датирующиеся четырьмя десятилетиями, и найти новые свидетельства изменения климата на Марсе.

В двух статьях, опубликованных в журнале Nature, Джек Холт и Айзек Смит из Института геофизики Техасского университета в Остине с коллегами описывают, как с помощью радиолокационных данных аппарата NASA Mars Reconnaissance Orbiter они выявили подповерхностную геологию северной полярной шапки. Этот ледяной покров представляет собой слои льда и пыли толщиной до двух миль (трех километров), покрывающие площадь чуть больше Техаса. Анализ данных радара позволил «снять» слои, как кожуру с лука, и показать, как шапка эволюционировала со временем.

Исследование показало, что и спиральные желоба, и каньон Chasma Boreale были созданы и сформированы в основном ветром. Однако они образовались не в результате недавнего врезания в существующий лед, а в течение миллионов лет по мере роста самого ледникового щита. Топография более древнего подстилающего льда, влияя на режимы ветров, контролировала, где и как эти структуры росли. Это открытие превращает ледяную шапку в настоящую золотую жилу климатической информации, демонстрируя сложные структуры слоев, которые меняют толщину, ориентацию или резко обрываются.

«Никто не осознавал, что в слоях будут такие сложные структуры, — говорит Джек Холт. — Слои записывают историю накопления льда, эрозии и переноса ветром. Из этого мы можем восстановить историю климата, которая намного более детальна, чем кто-либо ожидал».

Результаты по спиральным желобам подтверждают раннюю гипотезу Алана Говарда (1982 г.), которая не пользовалась популярностью. «Когда вы смотрите на гипотетический поперечный разрез из его статьи, он выглядит почти точно так же, как то, что мы видим в радиолокационных данных», — отмечает Айзек Смит. Спиральная форма желобов объясняется действием катабатических ветров, которые, стекая от полюсов, отклоняются силой Кориолиса, вызванной вращением планеты.

Эти открытия стали возможны благодаря новому прибору SHARAD (Shallow Radar). «Эти аномальные особенности оставались необъясненными в течение 40 лет, потому что мы не могли видеть, что лежит beneath поверхности. Приятно, что с помощью этого нового инструмента мы можем, наконец, объяснить их», — заявил руководитель группы инструмента SHARAD Роберто Сеу.