حير شكل الغطاء الجليدي الذي يبلغ طوله ميلين وتكساس في القطب الشمالي للمريخ العلماء لمدة أربعين عامًا ، ولكن النتائج الجديدة التي سيتم نشرها في زوج من الأوراق في مجلة Nature في 27 مايو قد وضعت الجدل حول راحة.
تم التعرف على القبعات القطبية للمريخ منذ أول مناظير تلسكوبية للكوكب ، لكن صور المركبات الفضائية المبكرة كشفت أن الغطاء القطبي الشمالي تم تسجيله من خلال أحواض غامضة تتصاعد من مركزه ، بالإضافة إلى فجوة أكبر من جراند كانيون. تم مناقشة أصل هذه الميزات منذ اكتشافها لأول مرة في عام 1972.
إحدى الفرضيات لشرح الوادي العملاق ، تسمى Chasma Boreale ، هي أن الحرارة البركانية ذابت الجليد وتسببت في فيضان كارثي شكل الهوة. اقترح علماء آخرون أن الرياح التي تجتاح من أعلى الغطاء منحوتة تشاسما بوريل من الجليد.
وقد اقترحت تفسيرات متعددة للحوض الحلزوني أيضًا. يشرح المرء الأحواض على أنها كسور ناتجة عن تدفق الجليد من القطب. يستخدم نموذج آخر نموذجًا يشير إلى أن الأحواض هي النتيجة الطبيعية للتسخين الشمسي وتوصيل الحرارة الجانبي في الجليد.
استخدمت الورقتان الجديدتان ، بقيادة جاك هولت وإسحاق سميث من جامعة تكساس في معهد أوستن للجيوفيزياء ، بيانات من الرادار الضحل تحت سطح الأرض (SHARAD) على كوكب المريخ الاستكشافي (MRO) لدراسة الهيكل الداخلي للغطاء الجليدي. واكتشاف أصل الحوض والهوة.
وأوضح هولت أن "شراد ترسل نبضات موجات الراديو من المدار 700 مرة في الثانية". "تنعكس بعض الطاقة من السطح ، ثم من الواجهات تحت السطحية إذا كانت المادة المتداخلة تسمح للموجات الراديوية بالاختراق. الرادار على هذا الطول الموجي (حوالي 20 مترًا) يخترق الجليد جيدًا ، وقد تم استخدامه من الطائرات على الأرض لرسم أجزاء كبيرة من الصفائح الجليدية للأرض ".
"من خلال تجميع كل الانعكاسات معًا ، يمكن للمرء أن يجعل صورة لما يقع تحت
وأضاف سميث ".
وأوضح هولت أن القدرة على رسم ملامح السطح ليس فقط ، ولكن أيضًا الهيكل الداخلي للغطاء الجليدي "يفتح الباب لفهم ما نراه على السطح بشكل أفضل من خلال توفير سياق نقدي في الوقت المناسب."
من خلال رسم خرائط للبنية ثلاثية الأبعاد للغطاء الجليدي القطبي الشمالي ، قرر سميث وهولت أن كل من الحوض الصغير و Chasma Boreale تشكلت بواسطة الرياح القطبية ، التي تنفجر من أعلى الغطاء الجليدي.
"نحن لا نقول إن الرياح منحوتة ، بل كان للرياح دور قوي في تكوينها وتطورها." قال هولت. "Chasma Boreale هي ميزة قديمة استمرت لأن الجليد الجديد لم يتراكم هناك ، على الأرجح بسبب الرياح المستمرة القادمة من أعلى نقطة على الغطاء الجليدي."
اكتشف هولت أيضًا دليلًا على واد قديم قديم تم ملؤه بالكامل بمرور الوقت. وقال هولت: "لا يوجد دليل على السطح يشير إلى أنه كان موجودًا من قبل". "يمكننا أن نرسمها في بيانات الرادار."
كما يتم التحكم في الأحواض الحلزونية بواسطة الرياح. وأوضح سميث ، المؤلف الرئيسي لورقة الحوض الصغير ، أن "طبقات الرادار التي نراها تظهر دليلاً على نقل الرياح لأنها تختلف في السمك والارتفاع [عبر الأحواض]". "تتحرك الرياح عبر الحوض بدلاً من خلالها [و] تحرك الجليد من جانب الريح (وبالتالي ترقق طبقة) إلى جانب الريح (إضافة المزيد إلى الطبقة الموجودة)."
وقال سميث إن هذا يتسبب في هبوط الأحواض الحلزونية مع مرور الوقت ، وهي ظاهرة اقترحها لأول مرة آلان هوارد ، الباحث في جامعة فيرجينيا ، في عام 1982. "اقترح الكثير من الناس فرضيات أخرى تشير إلى أنه كان على خطأ". "ولكن عندما تنظر إلى مقطع عرضي افتراضي من ورقته ، يبدو تمامًا مثل ما نراه في بيانات الرادار. لقد اندهشنا من مدى دقة تنبؤات آلان هاوارد بما سنفعله
نرى."
تكون الأحواض على شكل حلزوني بسبب دوران الكوكب. وبينما تهب الرياح القطبية من مركز الغطاء نزولاً إلى خطوط العرض المنخفضة ، فإنها تلتوي بنفس "قوة كوريوليس" التي تتسبب في تصاعد الأعاصير على الأرض.
تشير الطبقات التي رسمها هولت وسميث باستخدام بيانات الرادار أيضًا إلى أن تدفقات الجليد أكثر ندرة على كوكب المريخ مما هي عليه على الأرض. يعني عدم وجود تدفقات أن الجليد القطبي على المريخ يحافظ على طبقات أكثر تعقيدًا مما كان متوقعًا. قال هولت: "يوفر هذا التعقيد قيودًا محددة للغاية على العمليات المناخية المسؤولة عن [الطبقات]". "سنتمكن في نهاية المطاف من إعادة بناء الرياح وأنماط التراكم عبر الغطاء القطبي وعبر الزمن".
يخطط هولت لاستخدام المناظر الطبيعية القطبية القديمة المستنتجة من بيانات SHARAD جنبًا إلى جنب مع محاكاة المناخ المريخي لنمذجة تشكيل الغطاء القطبي. "إذا تمكنا من إعادة إنشاء الميزات الرئيسية مثل Chasma Boreale [في النماذج] ، فإننا سنتعلم الكثير عن المناخ على كوكب المريخ خلال تلك الفترة".
يخطط سميث وهولت أيضًا لدراسة تأثير إمالة المريخ على تكوين الغطاء الجليدي. "نظرًا لأن مدار وإمالة المريخ يتغيران كثيرًا فيما يتعلق بالشمس ، سيكون من الجيد أن نرى كيف أثر ذلك على ترسب الجليد على الغطاء. قال سميث: "يتطلب هذا المزيد من رسم الخرائط ، وقد بدأنا بالفعل هذه العملية".
قال سميث: "لا يزال هناك الكثير من البحث الذي يتعين القيام به على كوكب المريخ". "يحتوي الكوكب على الكثير من الألغاز ، وبعضها لم نعثر عليها حتى الآن".
