Планета Марс имеет много общих форм рельефа и погодных условий с Землей, включая смену времен года, вулканы, каньоны, пылевые бури и пылевые дьяволы, а также водяной лед. Но одна общая черта Земли и Марса среди восьми планет нашей Солнечной системы — это полярные ледяные шапки. Обе полярные шапки Земли состоят из воды, северная полярная ледяная шапка Марса состоит только из воды, а южная полярная ледяная шапка состоит из углекислого газа. Причины этого определяются высотой, но северная полярная ледяная шапка Марса является одним из наиболее изученных регионов, прежде всего из-за состава водяного льда. Но как водный лед на северной полярной шапке меняется в зависимости от сезона по сравнению с Землей, и что это может рассказать ученым об истории климата Марса?
Теперь международная группа исследователей могла бы пролить новый свет на эту загадку. Как обсуждалось в недавнем исследовании, опубликованном в Журнале геофизических исследований: Планеты, исследователи поставили под сомнение наше понимание ледяных отложений в северной полярной области ледяной шапки Марса. Основная мотивация этого исследования заключалась в том, чтобы заполнить давний пробел в знаниях о сезонных изменениях в отложениях полярного льда Марса, уделяя особое внимание кратерам. Исследователи отмечают, что лучшее понимание сезонных изменений в отложениях полярных ледяных шапок может помочь получить представление о долгосрочных изменениях климата на Красной планете.
Для исследования ученые проанализировали изображения 36 кратеров в северной полярной ледяной шапке Марса. Изображения были получены с помощью камеры научного эксперимента по визуализации высокого разрешения (HiRISE) Марсианского разведывательного орбитального аппарата НАСА в период с 2006 по 2025 год. Этот период времени также называют марсианскими годами (MY) 28–38, поскольку один год на Марсе составляет 668 земных дней. Целью исследования было определить, как отложения полярного льда на дне кратеров меняются в зависимости от сезона, в частности, увеличиваются или уменьшаются размеры отложений в зависимости от зимних или летних месяцев соответственно.
В конце концов, исследователи обнаружили, что в 32 из 36 кратеров наблюдаются изменения в виде ярких отложений, что в целом указывает на то, что отложения льда расширяются и уменьшаются в зависимости от сезона. Из оставшихся четырех кратеров исследователи не заметили изменений яркости. Исследователи отмечают, что сезонные отложения инея на внешней стороне каждого кратера могут быть ответственны за изменения яркости.
«Не во всех кратерах наблюдается изменение морозного покрова от одного марсианского года к другому», — отмечается в исследовании. “В течение определенного марсианского года только часть кратеров демонстрирует измененные условия мороза по сравнению с предыдущими годами, в то время как другие сохраняют аналогичную или почти идентичную степень мороза. Эта пространственная неоднородность предполагает, что сезонные морозные циклы и межгодовой баланс массы являются локализованными процессами, а не явлениями, охватывающими всю шапку. Местная топография, геометрия кратеров и микроклиматические условия, вероятно, модулируют энергетический баланс и перенос пара, что приводит к специфичным для кратеров реакциям на более широкое климатическое воздействие”.
По сути, исследователи обнаружили, что изменения в отложениях льда в кратерах вызваны местными изменениями климата, а не более масштабными изменениями климата. Причина, по которой понимание изменений климата на Марсе важно, заключается в том, чтобы помочь определить конкретные триггеры, будь то сезонные изменения или связанные с другими факторами. Например, на Марсе происходят гораздо большие изменения климата в более крупных масштабах по сравнению с Землей из-за того, что наклон планеты Красной планеты имеет гораздо большие колебания, чем на Земле. Однако, как показывает это исследование, местный климат все еще способен вызывать свои собственные изменения, не связанные с более широкой климатической картиной. Это исследование выявляет сезонные изменения в отложениях полярного льда и одновременно дает мотивацию для будущих работ по моделированию, которые могут помочь расширить наше понимание локализованного климата на Марсе.
Какие новые открытия о льду полярного кратера Марса сделают исследователи в ближайшие годы и десятилетия? Только время покажет, и именно поэтому мы занимаемся наукой!
Как всегда, продолжайте заниматься наукой и продолжайте искать!
