На северном полюсе Марса находится большая ледяная шапка, состоящая из многих слоев замороженной воды.
Подобно ядрам льда на Земле, эти слои представляют соблазнительную хронику климата Марса за последние несколько миллионов лет. Первым шагом в расшифровке этой климатической записи является выяснение того, как формируются эти слои и какого возраста может быть каждый из них — сложная задача для выполнения с орбиты.
В новом исследовании Уилкоски и Хейн использовали данные топографии поверхности с высоким разрешением, полученные с помощью Научного эксперимента по визуализации изображений с высоким разрешением (HiRISE) на борту Марсианского разведывательного орбитального аппарата, чтобы попытаться составить карту эволюции льда во времени. Исследователи изучили шероховатость верхнего слоя льда, на котором видны различные регулярные волны и гребни различных размеров и форм, и использовали спутниковые снимки для проверки модели, моделирующей взаимодействие с полярным климатом Марса и воспроизводящей грубую поверхность. топография ледяной шапки.
Модель работает путем моделирования того, как солнечное излучение может вызвать рябь, наблюдаемую орбитальным аппаратом. Это указывает на то, что небольшие неровности на поверхности льда имеют тенденцию со временем увеличиваться, поскольку инсоляция удаляет обращенную к Солнцу сторону неровности, но не заднюю сторону, создавая серию гребней и впадин, которые со временем становятся более выраженными.
Как только модель смогла воспроизвести это поведение, исследователи использовали ее, чтобы показать, что возникающая рябь должна быть около 10 метров в поперечнике и 1 метра в глубину. По мере того как элементы стареют, длина волны — расстояние между каждой рябью — увеличивается, и рябь движется к полюсу. Это поведение оставалось неизменным независимо от того, увеличили ли исследователи плотность водяного пара в атмосфере или установили ее до нуля, предполагая, что картина формируется независимо от того, увеличивается или уменьшается общее количество льда.
Если новая модель точна, то шероховатость поверхности, наблюдаемая на ледяной шапке на северном полюсе Марса, должна сформироваться через 1000–10 000 лет, говорят авторы, что станет отправной точкой для понимания истории климата планеты.