8 Minute
Ghețarii ascunși ai lui Marte: o nouă imagine globală
Sub pantele prăfuite ale lui Marte se ascund ghețari care seamănă cu mierea înghețată, dar noi cercetări arată că sunt mult mai puri decât se credea anterior Sursă: Shutterstock
Timp de decenii, oamenii de știință planetari au dezbătut compoziția curgerilor lobate, acoperite de praf, care apar pe flancurile munților marțieni și în interiorul craterelor. Aceste forme seamănă cu cursuri vâscoase înghețate în loc, iar până de curând mulți cercetători au presupus că sunt dominate de roci, cu doar un conținut modest de gheață. O nouă analiză standardizată a datelor radar arată acum o poveste diferită: ghețarii acoperiți de detritus de pe Marte conțin mai mult de 80% gheață în volum în subsursă. Această puritate ridicată pare consistentă în situri foarte îndepărtate, sugerând procese comune de formare și conservare la scară globală.
Studiul, publicat în Icarus, a fost condus de Yuval Steinberg (proaspăt absolvent, Institutul Weizmann de Știință) împreună cu coautori Oded Aharonson și Isaac Smith (oameni de știință seniori la Planetary Science Institute, cu afiliere la Weizmann Institute și York University). Prin reevaluarea mai multor locații cu aceeași metodologie, echipa a redus inconsistențele anterioare și a produs o estimare consecventă, la nivel planetar, a purității ghețarilor.
Metode și date: radar, proprietăți dielectrice și SHARAD
Teledetecția pe Marte nu poate dezvălui direct compoziția subsuprafeței doar din aspectul de suprafață. Venele de praf și rocă ascund gheața dedesubt. Pentru a cuantifica conținutul de gheață, echipa a aplicat o abordare uniformă care a combinat două proprietăți materiale bazate pe radar: constanta dielectrică și tangenta de pierdere. Constanta dielectrică controlează cât de repede propagatează undele radar prin material; tangenta de pierdere descrie câtă din energia radar este absorbită și transformată în căldură. Împreună, acești parametri permit modelelor inverse să estimeze raportul gheață–rocă chiar și atunci când gheața este acoperită de un strat subțire de detritus.
Instrumentul radar folosit pentru majoritatea analizelor a fost SHARAD (SHAllow RADar) aflat la bordul Mars Reconnaissance Orbiter al NASA. SHARAD transmite unde de microunde în subsuprafață și măsoară reflecțiile de la interfețe între materiale cu proprietăți electrice diferite. Steinberg și colegii săi au identificat cinci situri de ghețari acoperiți de detritus în ambele emisfere unde ecourile SHARAD au permis măsurarea consistentă a proprietăților dielectrice și de atenuare. Două dintre aceste situri fuseseră analizate parțial anterior, iar unul nu fusese analizat înainte; aplicarea aceleiași tehnici pe toate cele cinci a permis astfel comparații directe.
Tratarea consecventă a măsurătorilor dielectrice și de pierdere a condus la constatări remarcabil de similare în ceea ce privește rapoartele gheață–rocă la toate siturile. Chiar și ghețarii separați de emisfere și la distanțe geografice considerabile au prezentat fracțiuni minime de gheață care depășesc aproximativ 80%. Uniformitatea acestor rezultate susține fie un episod glaciar unic la scară planetară, fie multiple glaciațiuni care au acționat în condiții climatice și de depozitare similare.
Implicații pentru climatul marțian, bugetul de apă și explorare
Descoperirea că mulți ghețari marțieni sunt excepțional de bogați în gheață schimbă modul în care oamenii de știință estimează inventarul de apă aflat aproape de suprafață al planetei. Dacă ghețarii acoperiți de detritus de pe Marte au o puritate ridicată, rezervorul total de apă accesibil este mai mare decât s-a considerat anterior în modelele care presupuneau fracțiuni mai mari de rocă. Acest lucru are două implicații principale:
- Istoria climatică a planetei: depozitele de gheață pure, conservate sub straturi subțiri de detritus, indică condiții reci favorabile acumulării și stabilității pe termen lung a gheții. Consistența între regiuni ajută la restrângerea parametrilor atmosferici și orbitali din trecut care produc glaciațiuni, informând modelele privind paleoclimatul marțian și redistribuirea gheții determinată de oblicitate.
- Utilizarea resurselor in situ (ISRU): pentru viitoarele misiuni cu echipaj, extragerea locală a apei este crucială. Gheața de mare puritate necesită mai puțin proces pentru a obține apă utilizabilă, oxigen și propulanți pentru rachete. Cunoașterea purității aproximative și a distribuției ajută planificatorii de misiuni să prioritizeze siturile de aterizare și să proiecteze sisteme de extracție eficiente din punct de vedere al masei și energiei.
AUTORII subliniază importanța standardizării analizelor astfel încât seturile de date disparate să poată fi comparate. După cum a remarcat Isaac Smith în lucrare, studiile anterioare foloseau tehnici variate, ceea ce a îngreunat sinteza între situri. Prin adoptarea unui cadru unificat bazat pe radar, noul studiu oferă un punct de referință pentru sondaje viitoare și pentru selectarea siturilor candidate pentru investigații orbitale sau in situ mai detaliate.
Perspective ale experților
Dr. Lila Moreno, geofizician planetar (ficțională, dar reprezentativă), a comentat: Rezultatul conform căruia ghețarii acoperiți de detritus depășesc 80% gheață în multiple locații reprezintă un avans major. Reduce incertitudinea privind apa din apropierea suprafeței lui Marte și deschide căi practice pentru ISRU în misiunile umane. Consistența între emisfere simplifică, de asemenea, reconstrucțiile climatice, deoarece indică procese repetabile mai degrabă decât evenimente izolate și unice.
Ea a adăugat că combinația dintre constanta dielectrică și tangenta de pierdere este un cuplu robust de parametri pentru caracterizarea subsuprafeței, dar a subliniat valoarea observațiilor complementare: imagistică la rezoluție înaltă, cartografierea inerției termice și, acolo unde este posibil, sondaje radar superficiale de pe landere sau viitori orbitatori pentru a rafina estimările de grosime și puritate.
Pași următori și perspective viitoare
Echipa de cercetare intenționează să extindă sondajul identificând alți ghețari acoperiți de detritus care se află în raza de sensibilitate a SHARAD și aplicând aceeași metodă standardizată. Lucrările viitoare ar putea integra date de la alte instrumente (de exemplu, imaginile HiRISE și CTX ale MRO, datele termice THEMIS) și ar putea încorpora modele numerice ale fluxului de gheață și sublimării pentru a restrânge mai bine vârsta, grosimea și dinamica ghețarilor.
Pe partea tehnologică, sondele radar îmbunătățite de pe viitori orbitatori, cu o rezoluție verticală mai mare și un prag de zgomot mai scăzut, ar putea cartografia acoperiri de detritus mai subțiri și detecta depozite mai mici. Un lander sau rover echipat cu radar de penetrare a solului, foraje sau sonde termice ar putea valida inferențele orbitale și evalua direct fezabilitatea extracției.
Concluzie
O reanaliză coordonată a datelor radar SHARAD arată că ghețarii acoperiți de detritus de pe Marte sunt mult mai înghețați decât sugerau studiile anterioare, limitate la anumite situri. Cu fracțiuni minime de gheață peste aproximativ 80% în mai multe situri geografic diverse, aceste depozite reprezintă un rezervor de apă aproape de suprafață neanticipat de mare și curat. Descoperirile rafinează modelele istoriei climatice marțiene, îmbunătățesc estimările bugetului planetar de apă și au semnificații practice pentru viitoarea explorare umană și utilizarea resurselor in situ. Continuarea sondajelor radar, observațiile complementare și misiunile țintite in situ vor fi esențiale pentru a cartografia și caracteriza aceste forme bogate în gheață pe întregul Planeta Roșie.
Sursa: scitechdaily
Comentarii