Ледяные образования в кратерах Марса смещаются, сопровождаясь сезонным инеем

Фото из открытых источников

Планета Марс имеет много общих с Землей форм рельефа и погодных условий, включая смену времен года, вулканы, каньоны, пылевые бури и вихри, а также водяной лед. Но одна из общих черт Земли и Марса среди восьми планет нашей Солнечной системы — это полярные ледяные шапки. Обе являются одной из самых поразительных особенностей каждой планеты, но главное различие заключается в том, что если полярные ледяные шапки Земли состоят из воды, то северная полярная ледяная шапка Марса состоит только из воды, а южная — из углекислого газа. 

Причины этого определяются высотой, но северная полярная ледяная шапка Марса является одним из наиболее изученных регионов, прежде всего из-за состава водяного льда. Но как меняется состав водяного льда в северной полярной ледяной шапке в зависимости от времени года по сравнению с Землей, и что это может рассказать ученым об истории климата Марса?

Теперь международная группа исследователей, возможно, пролила новый свет на эту загадку. Как обсуждалось в недавнем исследовании, опубликованном в Journal of Geophysical Research: Planets, исследователи подвергли сомнению наше понимание ледяных отложений в северной полярной ледяной шапке Марса. Основная мотивация этого исследования заключалась в том, чтобы восполнить давний пробел в знаниях о сезонных изменениях в полярных ледяных отложениях Марса, особенно в кратерах. Исследователи отмечают, что лучшее понимание сезонных изменений в полярных ледяных отложениях может помочь получить представление о долгосрочных изменениях климата на Красной планете.

Для исследования ученые проанализировали изображения 36 кратеров в северной полярной ледяной шапке Марса. Изображения были получены с помощью камеры HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) космического аппарата Mars Reconnaissance Orbiter НАСА в период с 2006 по 2025 год. Этот период также называют марсианскими годами (MY) 28–38, поскольку один год на Марсе составляет 668 земных дней. Целью исследования было определить, как изменяются отложения полярного льда на дне кратеров в зависимости от времени года, в частности, увеличиваются или уменьшаются ли размеры отложений в зависимости от зимних или летних месяцев соответственно.

В итоге исследователи обнаружили, что в 32 из 36 кратеров наблюдались изменения яркости отложений, что в целом указывает на расширение и уменьшение ледяных отложений в зависимости от времени года. В оставшихся четырех кратерах изменений яркости не наблюдалось. Исследователи отмечают, что сезонные отложения инея на внешней поверхности каждого кратера могут быть причиной изменений яркости.

«Не во всех кратерах наблюдаются изменения в степени инея от одного марсианского года к другому», — отмечается в исследовании. «В течение одного марсианского года лишь в части кратеров наблюдаются изменения в степени инея по сравнению с предыдущими годами, в то время как в других сохраняется аналогичная или почти идентичная степень инея. Эта пространственная неоднородность предполагает, что сезонные циклы инея и межгодовой баланс массы являются локальными процессами, а не явлениями, охватывающими всю кратерную шапку. Локальный рельеф, геометрия кратера и микроклиматические условия, вероятно, влияют на энергетический баланс и перенос пара, что приводит к специфическим для каждого кратера реакциям на более широкое климатическое воздействие».

По сути, исследователи обнаружили, что изменения в ледяных отложениях кратеров вызваны локальными климатическими изменениями, а не более масштабными климатическими изменениями. Понимание климатических изменений на Марсе важно для определения конкретных факторов, будь то сезонные изменения или изменения, связанные с другими факторами. Например, Марс испытывает гораздо более масштабные климатические изменения по сравнению с Землей из-за гораздо больших колебаний наклона оси вращения Красной планеты. Однако, как показывает это исследование, локальный климат все же способен вызывать собственные изменения, не связанные с общей климатической картиной. Это исследование выявляет сезонные изменения в полярных ледяных отложениях и служит мотивацией для будущих работ по моделированию, которые могли бы помочь расширить наше понимание локального климата на Марсе.