Marsin pohjoisnavalla sijaitsevan kahden mailin korkean Texas-kokoisen jääkorkin muoto on hämmentänyt tutkijoita neljäkymmentä vuotta, mutta uudet tulokset, jotka julkaistaan Nature-lehdessä 27. toukokuuta pidettävissä paripapereissa, ovat aiheuttaneet kiistan levätä.
Marsin napakatteet ovat olleet tiedossa ensimmäisistä planeetan teleskooppinäkymistä lähtien, mutta varhaiset avaruusalustakuvat paljastivat, että pohjoisnapainen korkki on mitoitettu arvoituksellisilla kouruilla, jotka kiertyvät sen keskustasta, samoin kuin Grand Canyonia suurempi kuilu. Näiden piirteiden alkuperästä on keskusteltu siitä lähtien, kun ne löydettiin ensimmäisen kerran vuonna 1972.
Yksi hypoteesista selittää jättiläismäisen kanjonin, nimeltään Chasma Boreale, on, että tulivuoren lämpö sulatti jään ja aiheutti katastrofaalisen tulvan, joka muodosti kuilun. Muut tutkijat ovat ehdottaneet, että tuulen pyyhkäisemässä alamäkeen korkin yläosasta veistetty Chasma Boreale jäästä.
Useita selityksiä on ehdotettu myös kierrekatuille. Yksi selittää kourujen murtumina, jotka aiheutuvat jään virtauksesta pylväästä. Toinen käyttää mallia ehdottaakseen, että kourut ovat luonnollinen seuraus auringon lämmityksestä ja kylmän lämmönjohtavuudesta jäässä.
Kaksi uutta paperia, joita johtivat Jack Holt ja Isaac Smith Texasin yliopistosta Austinin geofysiikan instituutista, käyttivät matalapinnan tutkan (SHARAD) tietoja Mars Reconnaissance Orbiterilla (MRO) tutkiakseen jääkorkin sisäistä rakennetta. ja selvitä kourujen ja kuilun alkuperä.
"SHARAD lähettää radioaaltojen pulsseja kiertoradalta, 700 kertaa sekunnissa", Holt selitti. ”Jotkut energiasta heijastuvat pinnasta ja sitten maanpinnan rajapinnoista, jos väliintuloaine mahdollistaa radioaaltojen tunkeutumisen. Tutka tunkeutuu tällä aallonpituudella (noin 20 metriä) erittäin hyvin jään päälle, ja sitä on käytetty maapallon lentokoneista suurien osien maapallon jäälevyjen kartoittamiseen. "
”Laittamalla kaikki heijastukset yhteen voidaan luoda kuva siitä, mikä on heijastuksen alla
pintaan ”, Smith lisäsi.
Holt selitti, että kyky kartoittaa paitsi pintaominaisuuksia myös myös jääkorkin sisäinen rakenne “avaa oven ymmärtää paremmin pinnalla näkemistä tarjoamalla kriittisen kontekstin ajoissa.”
Kartoittamalla pohjoispolaarisen jääkorkin kolmiulotteista rakennetta, Smith ja Holt ovat määrittäneet, että sekä kouru että Chasma Boreale muodostuivat katabaattisista tuuleista, jotka puhaltavat alas jääkorkin yläosasta.
"Emme sano, että niitä veisteli tuuli, vaan että tuulella oli vahva rooli heidän muodostumisessaan ja evoluutiossaan." Holt sanoi. "Chasma Boreale on vanha ominaisuus, joka jatkui, koska uutta jäätä ei kerääntynyt sinne todennäköisesti johtuen jatkuvista tuuleista, jotka tulevat jääkorkin korkeimmasta kohdasta."
Holt löysi todisteita myös toisesta vanhasta kanjonista, joka on ajan kuluessa täysin täytetty. "Pinnalla ei ole todisteita siitä, että se olisi ollut siellä aikaisemmin", Holt sanoi. "Voimme kuitenkin kartoittaa sen tutkatietoihin."
Samoin tuulen hallitsemat ovat spiraalikourut. "Näkemät tutkakerrokset osoittavat tuulen kuljetuksia, koska niiden paksuus ja korkeus vaihtelevat [kourujen yli]", kourupaperin pääkirjailija Smith selitti. "Tuuli siirtyy kourun poikki sen sijaan, että se läpäisee [ja] siirtää jäätä tuulenpuolelta (siten ohentaen niiden kerrosta) myötätuulen puolelle (lisäämällä olemassa olevaan kerrokseen)."
Tämä aiheuttaa spiraalimoodien siirtymisen vastatuulessa ajan myötä. Tämä on ilmiö, jonka Virginia-yliopiston tutkija Alan Howard ehdotti ensimmäisen kerran vuonna 1982. "Monet ihmiset ehdottivat muita hypoteeseja, joiden mukaan hän olisi väärässä", Smith sanoi. ”Mutta kun tarkastellaan hypoteettista poikkileikkausta hänen paperistaan, se näyttää melkein täsmälleen siltä kuin näemme tutkatiedot. Olimme hämmästyneitä siitä, kuinka tarkka Alan Howard ennusti mitä me tekisimme
katso.”
Kaukalot ovat spiraalin muotoisia johtuen planeetan pyörimisestä. Kun katabaattiset tuulet puhaltavat korkin keskustasta alas alemmille leveysasteille, niitä kiertää sama ”coriolis-voima”, joka aiheuttaa hirmumyrskyjen spiraalin maan päällä.
Kerrokset, jotka Holt ja Smith kartoittivat tutkatiedoilla, viittaavat myös siihen, että jään virtaukset ovat Marsissa paljon harvinaisempia kuin maan päällä. Virtausten puute tarkoittaa, että Marsin polaarijää säilyttää odotettua monimutkaisempia kerroksia. "Tämä monimutkaisuus asettaa hyvin erityisiä rajoituksia [kerrosten] vastuulla oleville ilmastoprosesseille", Holt sanoi. "Pystymme lopulta rekonstruoimaan tuulet ja kertymismallit polaarikannen läpi ja ajan myötä."
Holt suunnittelee käyttävänsä SHARAD-tiedoista johdettuja muinaisia polaarimaisemaa yhdessä Marsin ilmaston simulointien kanssa polaarisen korkin muodostumisen mallintamiseksi. "Jos pystymme luomaan uudet tärkeät piirteet kuten Chasma Boreale [malleissa], niin olemme oppineet paljon Marsin ilmastosta tuona aikana."
Smith ja Holt suunnittelevat myös tutkivan Marsin kallistumisen vaikutusta jääkorkin muodostumiseen. ”Koska Marsin kiertorata ja kallistus muuttuvat niin paljon auringon suhteen, olisi hienoa nähdä, kuinka se on vaikuttanut jään kerrostumiseen korkkiin. Tämä vaatii paljon enemmän kartoitusta, ja olemme jo aloittaneet prosessin ”, Smith sanoi.
"Marsiin on vielä paljon tehtävää", Smith sanoi. "Planeetalla on paljon salaisuuksia, joista osaa emme ole edes löytäneet."
