Раскрыты детали образования северной полярной шапки на Марсе

Раскрыты детали образования северной полярной шапки на Марсе

В стране и миреНаука и техника
Американские учёные реконструировали процесс формирования северной полярной шапки на Красной планете, опираясь на данные радиолокатора SHARAD станции Mars Reconnaissance Orbiter.

Марсианская северная полярная шапка, по площади несколько превосходящая Техас, представляет собой нагромождение слоёв льда и пыли, общая толщина которого доходит до трёх километров. На её изображениях выделяется так называемый Северный каньон (Chasma Boreale) длиной в 500, шириной до 100 и глубиной до 2 км. Некоторые исследователи считали, что причиной образования каньона стало таяние ледового щита в его нижней части, вызванное вулканической активностью; другие предполагали, что основную роль здесь сыграли полярные ветра.

Ещё одной интересной особенностью полярной шапки, обнаруженной в 1972 году на изображениях, переданных аппаратом «Маринер-9», стали впадины, которые расходятся в стороны от её центра и закручиваются по спирали. Ранее специалисты уже пытались связать появление этих впадин с тем, что при вращении планеты лёд, находящийся ближе к полюсу, движется с меньшей скоростью, чем вещество на границах шапки. Известна и сложная математическая модель естественного формирования впадин при нагреве льда солнечным излучением.



Вид северной полярной шапки Марса, диаметр которой составляет около 1 000 км. Хорошо видны Северный каньон (в правой нижней части ледового щита) и впадины. (Иллюстрация НАСА / Caltech / JPL / E. DeJong / J. Craig / M. Stetson.)



Топографические особенности полярной шапки. Карта составлена по данным лазерного высотомера на борту аппарата Mars Global Surveyor. (Иллюстрация НАСА / GSFC.)

Радиолокатор SHARAD способен разрешать слои толщиной в 15–20 м на глубине до 1 км. «На протяжении 40 лет учёные не могли определить точный механизм образования Северного каньона и впадин, поскольку у них не было информации о том, что находится под поверхностью шапки, — говорит Роберто Сеу (Roberto Seu) руководитель научной группы SHARAD. — Теперь такие данные у нас появились».

Как оказалось, обе интересовавшие авторов структуры формировались под действием ветра, причём этот процесс растянулся на миллионы лет и проходил на фоне роста самого ледового щита.

Данные SHARAD говорят о том, что ещё до появления современной полярной шапки на севере Марса находился меньший по размерам купол из пыли и льда с достаточно крутыми склонами. Затем при смене климата были созданы условия для расширения шапки, и вокруг исходной структуры начал нарастать новый лёд. У края купола, однако, накопление льда шло медленнее, поскольку ему препятствовали катабатические (направленные вниз по склонам) ветра. Результатом этого стало образование Северного каньона.

Учёным также удалось выяснить, что первые спиралевидные впадины начали выделяться лишь после того, как формирование полярной шапки было завершено примерно на 75%, а «второе поколение» впадин появилось несколько позже, в момент очередной смены климата. Хотя ледовый щит и был относительно ровным, в некоторых местах поверхность была слегка наклонена, и катабатические ветра, поднимая кристаллы льда со склонов, переносили их на некоторое расстояние, а затем, ослабевая, опускали обратно. Это привело к образованию постоянно растущих «дюн» и впадин, которые за последние два миллиона лет значительно увеличили свою глубину и продвинулись на 65 км в направлении полюса. Поскольку темп их миграции прямо связан со скоростью катабатических ветров и нарастания льда, у исследователей появляется возможность разработать более точные модели марсианского климата.

Форма провалов объясняется тем, что воздушные потоки, составляющие катабатические ветра, отклоняются силой Кориолиса. Вследствие этого образующиеся впадины и закручиваются по спирали.

Стоит заметить, что аналогичное объяснение процессу формированию впадин дал ещё в 1982 году сотрудник Вирджинского университета Алан Хауард (Alan Howard), выводы которого основывались на анализе изображений поверхности, полученных аппаратами «Викинг». «У этих снимков было сравнительно низкое разрешение, — говорит участник исследования Айзек Смит (Isaac Smith) из Техасского университета в Остине. — Многие не верили в то, что его гипотеза верна. Однако приведённые в его статье гипотетические поперечные разрезы полярной шапки практически идеально соответствуют данным SHARAD».


Фото /3

1
2
3
Вступайте в группу Город Новостей в социальной сети Одноклассники, чтобы быть в курсе самых важных новостей.

всего: 456 / сегодня: 1

Комментарии /0

Смайлы

После 22:00 комментарии принимаются только от зарегистрированных пользователей ИРП "Хутор".

Авторизация через Хутор:



В стране и мире