Лід на північному полюсі Марса виявився набагато чистішим

Новий аналіз даних з орбітальних апаратів і посадкового модуля показує, що водяний лід біля північного полюса Марса значно чистіший, ніж передбачали давніші моделі. Про це йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі про космічні дослідження, про яке розповідає Universe Today.

Північна полярна шапка Марса складається переважно з водяного льоду і є однією з найвиразніших рис планети. Вона розглядається як потенційне джерело води для майбутніх пілотованих місій і водночас як архів кліматичної історії Марса.

Скільки пилу насправді в марсіанському льоді

Довгий час у науковій спільноті точилася дискусія про співвідношення льоду й пилу в цій полярній шапці. Попередні моделі припускали, що у верхньому шарі північного льоду масова частка пилу може сягати близько 25 %. Під масовою часткою мається на увазі частина загальної ваги матеріалу, яка припадає на пил, — відношення маси пилу до сумарної маси льоду й пилу.

У новому дослідженні два науковці перерахували ці оцінки, спираючись на аналогічні дослідження льоду й пилу на Землі. Вони дійшли висновку, що у верхньому шарі північного водяного льоду на Марсі пилу всього близько 3 % за масою — тобто набагато менше, ніж вважалося раніше.

На думку авторів, одна з причин такої різниці полягає в тому, що північна шапка має багатошарову структуру: зверху залягає переважно чистий лід, під яким містяться тонші прошарки пилу, а ще глибше знову — лід.

Для оцінки вмісту пилу й побудови нової моделі дослідники поєднали вимірювання з кількох інструментів: спектрометра OMEGA (Observatoire pour la Minéralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activité), приладу CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars), камери Surface Stereo Imager (SSI) на вже завершеній місії Mars Phoenix Lander, а також відомі властивості водяного льоду й марсіанського пилу.

За словами співавтора роботи, дослідника Адитьї Хуллера (Aditya Khuller) з Лабораторії прикладної фізики Університету Вашингтона, аналіз зміни яскравості поверхні з часом показав сезонні відмінності: узимку формується більш запилений іній, а влітку він зникає, оголюючи чистіший, старіший лід.

Як нестабільний нахил осі Марса впливає на кригу й пил

Наслідки цього дослідження виходять за межі сучасної будови полярних шарів і стосуються давніх кліматичних змін на Марсі. На відміну від Землі, нахил осі нашої сусідньої планети не стабілізується великим супутником, тож змінюється значно сильніше.

Якщо земна вісь «хитається» лише в межах приблизно 22–24,5 градуса з періодом 41 тисяча років, то нахил осі Марса коливається в діапазоні від 15 до 35 градусів на часових масштабах від 100 тисяч до 1 мільйона років. Такі зміни радикально перебудовують клімат, зокрема перерозподіляють лід і пил по всій планеті й особливо в північних широтах.

Під час періодів малого нахилу (близько 15 градусів) полярні шапки розширюються майже до екватора через меншу кількість сонячного світла в цих регіонах. Коли ж нахил стає великим (35 градусів і більше), полярні шапки скорочуються, а інколи майже повністю зникають і з’являються в інших місцях поверхні.

У цих періодах пил, що був захований під товстими шарами льоду, вивільняється й потрапляє в атмосферу. Потім ця суміш льоду й пилу знову осідає, насамперед у північних широтах, формуючи складні шари, які вчені зараз і намагаються «прочитати».

На тлі таких різких коливань нахилу осі й кліматичних змін Марс виявляється значно «шаленіший», ніж Земля. Тож уточнені дані про чистоту льоду та структуру шарів пилу й криги допомагають точніше відновити його кліматичну історію й оцінити запаси відносно чистої води, що може бути цінною для майбутніх місій.

Відео з додатковим поясненням теми можна переглянути за посиланням: .