Na to pytanie, posługując się złożonymi symulacjami klimatu marsjańskiego, staraja się odpowiedzieć międzynarodowa grupa naukowców. Chcą wyjaśnić pochodzenie struktur na Czerwonej Planecie, których kształt wskazuje niezbicie, że są pochodzenia polodowcowego. Struktury te świadczą, że w niedalekiej w skali geologicznej przeszłości, w niektórych miejscach w pobliżu obecnego równika planety, znajdowały się lodowce. Tylko skąd wział się lód?

Symulacje wskazują, że lód mógł nagromadzić się w wyniku opadów atmosferycznych. Co więcej, w miejscach, gdzie według symulacji lód gromadził się najintensywniej, obecnie obserwowane są pozostałości lodowców. Obecność, wiek i kształt pozostałości lodowców na umierkowanych szerokościach na Marsie od lat stanowiła zagadkę dla naukowców, którzy zastanawiali się nad ich powstaniem i warunkach jakie musiały panować na Marsie, żeby do tego dzoszło.

Aby zawęzić liczbę hipotez, ekipa naukowców prowadzona przez Francoisa Forgeta z Uniwersytetu Paryskiego zdecydowała się “cofnąć zegar” w modelu globalnego klimatu marsjańskiego, którego zazwyczaj naukowcy używają do symulacji dzisiejszego klimatu Czerwonej Planety.

Na początku należało uczynić pewne założenia. Naukowcy założyli, że, po pierwsze, północna czapa lodowa była rezerwuarem lodu na Marsie, a po drugie, oś planety była nachylona pod kątem 45 stopni do płaszczyzny orbity.

Ozancza to, że oś była znacznie bardziej nachylona niż dziś (25 stopni), ale tak duże nachylenie zdarzało się całkiem często w historii Marsa. Ostatnio miało to miejsce pięć i pół miliona lat temu” – mówi Forget.

Przy takim nachyleniu osi, zgodnie z tym co się oczekuje, zwiększone naświetlenie bieguna północnego powoduje większą sublimację lodu i prowadzi do znacznie bardziej intensywnego cylku wodnego niż obecnie. Symulacje pokazały, że wodny lód gromadził się w tempie 30 do 70 milimetrów rocznie w kilku miejscach na stokach Elysium Mons, Olympus Mons oraz trzech wulkanów Tharsis Montes. Po kilku tysiącach lat, nagromadzony lód uformował lodowce, grube na kilkaset metrów.

Po porównaniu lokalizacji lodowców wynikłej z symulacji z położeniem złóż pochodzenia polodowcowego na Tharsis, otrzymano zadziwiającą zgodność. W szczególności w symulacji przewidziano, że proces odkładania się lodu był najintensywniejszy na zachodnich stokach Arsia i Pavonis Montes i rzeczywiście są to miejsca, gdzie występują największe złoża polodowcowe. Tharsis jest jednym z trzech głównych regionów, w którym zaobserwowano ślady polodowcowe.

Obserwując symulacje, naukowcy mogli nawet prześledzić dlaczego i w jaki sposób lód gromadził się na stokach gór regionu Tharsis. Wiejące w sposób ciągły wiatry, analogiczne do ziemskich monsumów, podsycały ruch w górę bagatego w wodę powietrza wokół Arsia i Pavonis Montes. W oziębionym o dziesiątki stopni powietrzu, woda formowała cząsteczki lodu (większe niż te obecnie obserwowane w chmurach nad Tharsis), które osiadały na powierzchni.

Inne góry, jak Olympus Mons miały cieńszą powłokę lodowcową, ponieważ, wedłyg symulacji, były wystawione na działanie silnych wiatrów typu monsumowego oraz bogate w wodę powietrze tylko w okresie lata.

Północna czapa lodowcowa nie musiała zawsze być jedynym źródłem wody w okresie dużego nachylenia osi” – dodaje Forget. – “Zapuściliśmy więc symulacje również pod założeniem, że źródłem wody była południowa czapa lodowa. Ponownie obserwowaliśmy kumulowanie się lodu w regionie Tharsis, jednak tym razem również na wschodzie Hellas Basin, głębokiego na 6 kilometrów krateru“.

To by wyjasniało pochodzenie innego regionu, w którym obserwuje się formy polodowcowe – wschodnich rejonów Hellas Basin. “Hellas Basin jest z rzeczywistości tak głęboka, że może wymusić powstawanie północnych wiatrów, które przeniosą na wschodnią ścianę basenu bogate w wodę powietrze znad południowego bieguna. Gdy powietrze to napotka zimniejsze masy powietrza na wschodzie hellas, woda kondensuje, opada i towrzy się lodowiec” – wyjaśnia w skrócie Forget.

Podobnego wyjasnienia nie udało się naukowcom stworzyć w przypadku złóż Deuterolinus-Protonulus Mensae, gdzie proces glaciotwórczy mógł być napędzany przez inne mechanizmy. Naukowcy rozwazają kilka innych hipotez.

Przykładowo, obserwacje Olympus Mons za pomocą znajdującej się na pokładzie sondy Mars Express kamery High Resolution Stereo Camera sugerują, że ruch wody podpowierzchniowej na powierzchnię w wyniku aktywności hydrotermalnej, może prowadzić do powstania lodowca na chłodnej powierzchni.

Model globalnego klimatu marsjańskiego powstał w Laboratorium Dynamiki Meteorologicznej we Francji w ramach projektu finansowanego przez CNRS, ESA i CNES. Model wykorzystywany jest przy symulacjach współczesnego klimatu marsjańskiego i służy do analizy danych dostarczanych przez sondy, w tym sondę Mars Express. Wykorzystana wersja oprogramowania pokazuje rozmieszczenie chmur, opisuje wymianę między powierzchniowym lodem a atmosferyczną wodą, transport i mieszanie się wody w atmosferze oraz mikofizykę powstawania chmur.

Autor

Anna Marszałek

Komentarze

  1. Puchatech K.    

    Te zmiany nachylenia — [?] tak duże nachylenie zdarzało się całkiem często w historii Marsa. Ostatnio miało to miejsce pięć i pół miliona lat temu [?]

    Skąd biorą się zmiany nachylenia osi obrotu Marsa do płaszczyzny orbity? może ktoś wie. Ja pierwszy raz słyszę o czymś takim.

    1. Morowiec    

      Pech — Jak wiadomo mars jest mniejszy od naszej ziemi i leży bliżej zewnętrznych gigantycznych planet które swymi polami grawitacyjnymi powodują zmiane nachylenia osi obrotu marsa. Nasza ziemia ma jeszcze Księzyc kóry jak na księżyce w naszym układzie planetarnym jest dosyć duży :] co dodatkowo ochrania i stabilizuje os naszej ziemi a mars niestety nie ma takich dużych księżycy co dodatkowo wystawia marsa na siły pływowe jowisz. No cóż mars miał pecha :]

Komentarze są zablokowane.