Ледовые насыпи в кратерах дают новое представление о прошлом климате Марса

Недавно обнаруженные отложения слоистого льда в кратерах, разбросанных по южному полушарию Марса, дают представление о том, как ориентация планеты контролировала ее климат за последние 5 миллионов лет.

Об этом говорится в новом исследовании, сообщают в Американском геофизическом союзе (AGU).

Результаты исследования позволяют ученым понять, что контролировало климат Марса в прошлом, поскольку это важно для прогнозирования того, когда планета могла быть пригодна для жизни.

Работа была опубликована в журнале AGU "Geophysical Research Letters".

Отложения льда на Марсе, как и на Земле, отражают сочетание температуры, гидрологии и планетарной динамики. Наклон и орбита планеты влияют на температуру и солнечный свет на поверхности, что вносит свой вклад в климат. Более толстые, более чистые слои льда, как правило, отражают холодные периоды с большим накоплением льда, тогда как тонкие, запыленные слои скорее отражают более теплые и менее способные к накоплению льда периоды.

Новое исследование с беспрецедентным разрешением и вероятностью сопоставляет эти слои льда с наклоном оси Марса и его орбитальной прецессией или с тем, как эллиптическая орбита планеты вращается вокруг Солнца с течением времени.

Полученные результаты дают ученым представление о том, как климат Марса менялся с течением времени. Хотя исследование ограничивается недавним прошлым, установление этих климато-орбитальных взаимосвязей помогает ученым понять марсианский климат в более глубоком прошлом, что поможет точно определить периоды потенциальной жизнепригодности.

«Было неожиданно, насколько четко эти модели совпадают с орбитальными циклами», - сказал ведущий автор исследования Майкл Сори, планетолог из Университета Пердью. «Это было просто идеальное совпадение, столь хорошее, насколько можно ожидать».

От полярных шапок до кратеров

Ранее марсианские климатологи сосредотачивались на полярных ледовых шапках, простирающихся на сотни километров. Но эти отложения старые и, возможно, со временем потеряли лед, вместе с тем потеряв мелкие детали, необходимые для уверенного установления связи между ориентацией и движением планеты и ее климатом.

Сори и его коллеги обратились к ледяным насыпям в кратерах, шириной всего в десятки километров, но гораздо более свежих и потенциально менее сложных. Обследовав большую часть южного полушария, они обнаружили кратер Берроуз шириной 74 километра, у которого есть «исключительно хорошо сохранившиеся» слои, видимые на снимках NASA HiRISE, сказал Сори.

Исследователи проанализировали толщину и форму слоев и обнаружили, что они очень похожи на две важные марсианские орбитальные динамики — наклон оси Марса и орбитальную прецессию — за последние 4-5 миллионов лет.

Полученные данные улучшают результаты предварительных исследований, в которых для установления предварительной связи с орбитой использовались климатические записи полярных льдов Марса. Но эти записи были слишком шумными или сложными, чтобы установить уверенную связь. Более молодой и более чистый лед в кратерах сохранил менее сложные климатические записи, которые исследователи использовали для сравнения климатических изменений с орбитальной прецессией и наклоном с высоким уровнем точности.

Марс как естественная лаборатория

Выявление связей между орбитальными циклами и климатом важно для понимания как истории Марса, так и сложной климатической динамики на Земле. «Марс – это естественная лаборатория для изучения орбитального контроля климата», – сказал Сори. «Потому что многие из усложняющих факторов, которые существуют на Земле – биология, тектоника – на Марсе незначительны. Вся планета, в сущности, изолирует переменную для ученых».

«Если мы когда-нибудь собираемся понять климат, нам нужно отправиться в места, где нет этих мешающих факторов», — сказал Исаак Смит, ученый-планетолог из Института планетарных наук и Йоркского университета, не принимавший участия в исследовании. В этом смысле «Марс — девственная планета. И здесь есть много потенциальных приминений. Марс имеет гораздо больше общего с Плутоном и Тритоном, чем вы думаете».

Не все небольшие отложения льда имеют чистые открытые слои на своей поверхности. Некоторые могут быть спрятаны внутри насыпей. В конце концов, по словам Сори, цель состоит в том, чтобы отобрать образцы кернов льда, как это делают ученые на Земле, но у марсоходов еще нет такой возможности. Вместо этого ученые могут использовать данные проникающего под поверхность радара, чтобы «заглянуть внутрь» льда и проверить наличие слоев, убедившись, что видимые слои распространяются по всей залежи. Это необходимый этап контроля качества в данном исследовании и метод может помочь в будущих исследованиях марсианского льда без видимых на поверхности слоев.

«Возможность извлечь климатический сигнал из небольшой залежи льда — это действительно крутой результат», — сказал Райли МакГлассон, соавтор исследования из Университета Пердью, который применил этот метод в новом исследовании. «С помощью радара мы можем приблизиться к полной картине. Вот почему я очень хочу продвинуться еще на шаг в будущем».

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.