Льодові насипи в кратерах дають нове уявлення про минулий клімат Марса

Недавно виявлені відкладення шаруватого льоду в кратерах, розкиданих по південній півкулі Марса, дають уявлення про те, як орієнтація планети контролювала її клімат впродовж останніх 5 мільйонів років.

Про це йдеться в новому дослідженні, повідомляють в Американському геофізичному союзі (AGU).

Результати дослідження дають вченим змогу зрозуміти, що контролювало клімат Марса у минулому, оскільки це важливо для прогнозування того, коли планета могла бути придатною для життя.

Робота була опублікована в журналі AGU “Geophysical Research Letters”.

Відкладення льоду на Марсі, як і на Землі, відображають поєднання температури, гідрології та планетарної динаміки. Нахил та орбіта планети впливають на температуру та сонячне світло на поверхні, що вносить свій внесок у клімат. Товстіші, більш чисті шари льоду, як правило, відображають холодні періоди з більшим накопиченням льоду, тоді як тонкі, запилені шари скоріше відображають тепліші та менш здатні до накопичення льоду періоди.

Нове дослідження з безпрецедентною роздільною здатністю та вірогідністю зіставляє ці шари льоду з нахилом осі Марса та його орбітальною прецесією, або з тим, як еліптична орбіта планети обертається навколо Сонця з плином часу.

Отримані результати дають вченим уявлення про те, як клімат Марса змінювався з часом. Хоча дослідження обмежується недавнім минулим, встановлення цих клімато-орбітальних взаємозв’язків допомагає вченим зрозуміти марсіанський клімат у більш глибокому минулому, що може допомогти точно визначити періоди потенційної життєпридатності.

«Було несподівано, наскільки чітко ці моделі збігаються з орбітальними циклами», – сказав провідний автор дослідження Майкл Сорі, планетолог з Університету Пердью. «Це був просто ідеальний збіг, настільки добрий, наскільки можна очікувати».

Від полярних шапок до кратерів

Раніше марсіанські кліматологи зосереджувалися на полярних льодових шапках, які простягаються на сотні кілометрів. Але ці відкладення старі та можливо з часом втратили лід, разом з тим втративши дрібні деталі, необхідні для впевненого встановлення зв’язку між орієнтацією та рухом планети та її кліматом.

Сорі та його колеги звернулися до крижаних насипів у кратерах, завширшки всього десятки кілометрів, але набагато свіжіших і потенційно менш складних. Обстеживши більшу частину південної півкулі, вони виявили кратер Берроуз завширшки 74 кілометри, який має «виключно добре збережені» шари, видимі на знімках NASA HiRISE, сказав Сорі.

Дослідники проаналізували товщину та форму шарів і виявили, що вони разюче схожі на дві важливі марсіанські орбітальні динаміки — нахил осі Марса та орбітальну прецесію — за останні 4-5 мільйонів років.

Отримані дані покращують результати попередніх досліджень, в яких для встановлення попереднього зв’язку з орбітою використовувалися кліматичні записи полярних льодів Марса. Але ці записи були занадто «шумними» або складними, щоб встановити впевнений зв’язок. Молодший та чистіший лід в кратерах зберіг менш складні кліматичні записи, які дослідники використали для порівняння кліматичних змін з орбітальною прецесією та нахилом з високим рівнем точності.

Марс як природна лабораторія

Виявлення зв’язків між орбітальними циклами та кліматом важливо для розуміння як історії Марса, так і складної кліматичної динаміки на Землі. «Марс — це природна лабораторія для вивчення орбітального контролю клімату», — сказав Сорі. «Тому що багато з ускладнювальних факторів, які існують на Землі — біологія, тектоніка — на Марсі незначні. Уся планета, по суті, ізолює змінну для вчених».

«Якщо ми коли-небудь збираємося зрозуміти клімат, нам потрібно відправитися в місця, де немає цих факторів, що заважають», — сказав Ісаак Сміт, вчений-планетолог з Інституту планетарних наук та Йоркського університету, який не брав участі в дослідженні. У цьому сенсі «Марс — незаймана планета. І тут є багато потенційних застосувань. Марс має набагато більше спільного з Плутоном і Тритоном, ніж ви вважаєте».

Не всі невеликі відкладення льоду мають чисті, відкриті шари на своїй поверхні. Деякі можуть бути заховані всередині насипів. Зрештою, за словами Сорі, мета полягає в тому, щоб відібрати зразки кернів льоду, як це роблять вчені на Землі, але марсоходи ще не мають такої можливості. Замість цього вчені можуть використовувати дані радара, що проникає під поверхню, щоб «зазирнути всередину» льоду та перевірити наявність шарів, переконавшись, що видимі шари поширюються по всьому покладу. Це необхідний етап контролю якості в даному дослідженні, і метод може допомогти в майбутніх дослідженнях марсіанського льоду без видимих на поверхні шарів.

«Можливість вилучити кліматичний сигнал з невеликого покладу льоду — це дійсно крутий результат», — сказав Райлі МакГлассон, співавтор дослідження з Університету Пердью, який застосував цей метод у новому дослідженні. «За допомогою радара ми можемо наблизитися до повної картини. Ось чому я дуже хочу просунутися ще на крок у майбутньому».

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.