Naukowcy założyli czapki Sherlocka Holmesa, aby rozwikłać tajemnicę, która intrygowała naukowców od dziesięcioleci – pochodzenie ogromnej warstwy lodu warstwowego CO2 i lodu wodnego na południowym biegunie Marsa oraz jej związek z CO2 w atmosferze.
Jedna z głównych hipotez głosi, że warstwy te są dociskane do siebie, gdy oś Marsa przechyla się w kierunku Słońca i odchyla się od niej, a modele symulacyjne opublikowane w nowym badaniu potwierdzają ten pomysł.
Omawiana pokrywa lodowa ma około kilometra głębokości i uważa się, że zawiera tyle samo CO2, ile jest w całej dzisiejszej atmosferze Marsa, a połączenie różnych czynników doprowadziło do powstania tej niezwykłej struktury warstwowej.
„Zwykle, kiedy prowadzisz model, nie spodziewasz się, że wyniki będą tak bliskie temu, co obserwujesz” – mówi Peter Buehler, planetolog z Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA.
„Jednak grubość warstw wyznaczona przez model doskonale zgadza się z pomiarami radarowymi z orbitujących satelitów”.
To, co sprawia, że pokrywa lodowa bieguna południowego jest tak dziwna, to fakt, że nie powinno jej tam być – lód wodny jest bardziej stabilny termicznie i ciemniejszy niż lód CO2, więc naukowcy spodziewają się, że lód CO2 ulegnie destabilizacji.
Zgodnie z nowym modelem przeszkodziły temu trzy czynniki: zmiana nachylenia osi Marsa podczas jej obracania się wokół Słońca, różnica w sposobie odbijania dwóch rodzajów lodu przez światło słoneczne oraz zmiana ciśnienia atmosferycznego, która występuje, gdy lód CO2 zamienia się w gaz.
Z biegiem czasu zmieniający się klimat Czerwonej Planety zmienił ciśnienie atmosferyczne – zwiększając je, jak przewidywali Leighton i Murray w latach 60.
Naukowcy szacują, że trwa to około 510 000 lat – od ostatniego okresu, w którym cały CO2 zostałby sublimowany do atmosfery Marsa.
„Nasze określenie historii dużych spadków ciśnienia na Marsie ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia ewolucji klimatu Marsa, w tym historii stabilności i wody w stanie ciekłym w pobliżu powierzchni Marsa” – mówi Buehler.
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy.
