צורת כובע הקרח בגודל שני טקסים בקוטב הצפוני של מאדים תמה את המדענים במשך ארבעים שנה, אך תוצאות חדשות שיפורסמו בצמד עיתונים בכתב העת Nature ב- 27 במאי, העלו את המחלוקת ל מנוחה.
כובעי הקוטב של מאדים היו ידועים מאז התצפיות הטלסקופיות הראשונות על כדור הארץ, אך תמונות החלליות המוקדמות חשפו כי הכיפה הקוטבית הצפונית מושגת על ידי שוקות חידתיות המסתחררות ממרכזו, כמו גם תהום גדולה יותר מהגרנד קניון. מקורם של תכונות אלה נדון מאז שהתגלו לראשונה בשנת 1972.
אחת ההשערות להסביר את הקניון הענק, הנקרא Chasma Boreale, היא שהחום הוולקני המיס את הקרח וגרם לשיטפון קטסטרופלי שיצר את התהום. מדענים אחרים הציעו כי רוח הסוחפת במורד במורד בראש הכיפה גילפה את Chasma Boreale מהקרח.
גם לשוקת הספירלה הוצעו הסברים מרובים. האחת מסבירה את השוקתיים כשברים שנגרמים כתוצאה מזרימת הקרח מהעמוד. אחר משתמש במודל כדי להציע כי השוקתות הן התוצאה הטבעית של חימום סולרי והולכת חום רוחבית בקרח.
שני העיתונים החדשים, בהובלתם של ג'ק הולט ואייזק סמית 'מאוניברסיטת טקסס במכון לגיאופיזיקה של אוסטין, השתמשו בנתונים של מכ"ם הרדוד התת-קרקעי (SHARAD) על מסלול הסיור במאדים (MRO) כדי לחקור את המבנה הפנימי של כובע הקרח. ולגלות את מקור השוקות והתהום.
"SHARAD שולח פולסים של גלי רדיו ממסלול, 700 פעמים בשנייה", הסביר הולט. "אנרגיה מסוימת משתקפת מפני השטח, ואז מממשקים מתחת לפני השטח אם החומר המתערב מאפשר לגלי הרדיו לחדור. רדאר באורך גל זה (כ -20 מטר) חודר היטב לקרח, והוא שימש ממטוסים בכדור הארץ למיפוי חלקים גדולים של יריעות הקרח של כדור הארץ. "
"על ידי הרכבת כל ההשתקפויות אפשר ליצור תמונה של מה שנמצא מתחת לתחתית
"הוסיף סמית.
הולט הסביר כי היכולת למפות לא רק את תווי פני השטח אלא גם את המבנה הפנימי של כיפת הקרח "פותחת את הדלת להבנה טובה יותר של מה שאנחנו רואים על פני השטח על ידי מתן הקשר קריטי בזמן."
על ידי מיפוי המבנה התלת ממדי של כיפת הקרח הקוטבית הצפונית, סמית 'והולט קבעו כי גם השוקתות וגם Chasma Boreale נוצרו על ידי רוחות קטבטיות, המתנפחות ממרום כובע הקרח.
"אנחנו לא אומרים שנחצבו ברוח, אלא שלרוח היה תפקיד חזק בהתהוותם ובאבולוציה שלהם." הולט אמר. "Chasma Boreale הוא תכונה ישנה שנמשכה מכיוון שקרח חדש לא הצטבר שם, ככל הנראה בגלל רוחות מתמשכות שהגיעו מהנקודה הגבוהה ביותר בכובע הקרח."
הולט גילה גם עדויות לקניון ישן נוסף שנמלא לחלוטין לאורך זמן. "לא נותרו שום ראיות על פני השטח המצביעות על כך שהוא היה שם בעבר", אמר הולט. "עם זאת, אנו יכולים למפות אותו בנתוני הרדאר."
שוקות הספירלה נשלטות גם על ידי הרוח. "שכבות הרדאר שאנו רואים מראים עדויות לתעבורת רוח מכיוון שהן משתנות בעובי ובגובה [מעבר לשוקתיים]," הסביר סמית ', מחבר הראשי של נייר השוקת. "הרוח עוברת על השוקת במקום דרכה [והיא] מעבירה קרח מהצד הרוח העליונה (ובכך מדלל את שכבתם) לצד רוח הרוח (מה שמוסיף עוד לשכבה הקיימת)."
זה גורם לשוקות הספירלה לנדוד עם רוח גבית לאורך זמן, תופעה שהציע לראשונה אלן האוורד, חוקר מאוניברסיטת וירג'יניה, בשנת 1982. "אנשים רבים הציעו השערות אחרות שרמזו שהוא טעה", אמר סמית '. "אבל כשמסתכלים על חתך היפותטי מהמאמר שלו, הוא נראה כמעט בדיוק כמו שאנחנו רואים בנתוני הרדאר. נדהמנו מהאופן המדויק של אלן האוורד חזה מה נעשה
ראה. "
השקות מעוצבות ספירלה עקב סיבוב כדור הארץ. כאשר הרוחות הקטבטיות נושבות ממרכז הכובע למטה לרוחב התחתון הם מפותלים על ידי אותו "כוח קוריוליס" הגורם להוריקנים להסתחרר על כדור הארץ.
השכבות שמיפט הולט וסמית 'באמצעות נתוני מכ"ם מציעות גם שזרימות הקרח נדירות הרבה יותר על מאדים מאשר על פני כדור הארץ. היעדר זרימות פירושו שהקרח הקוטבי במאדים שומר על שכבות מורכבות יותר מהצפוי. "מורכבות זו מספקת אילוצים מאוד ספציפיים לתהליכי האקלים האחראים על [השכבות]," אמר הולט. "בסופו של דבר נוכל לשחזר רוחות ודפוסי הצטברות לאורך כובע הקוטב ודרך הזמן."
הולט מתכנן להשתמש בנופים הקוטביים העתיקים שמקורם בנתוני ה- SHARAD יחד עם הדמיות של האקלים המרטי כדי לדגמן את היווצרות הכובע הקוטבי. "אם נוכל ליצור מחדש את התכונות העיקריות כמו Chasma Boreale [בדגמים], נלמד הרבה על האקלים במאדים באותה תקופה."
סמית 'והולט מתכננים גם ללמוד את השפעת הטיה של מאדים על היווצרות כובע הקרח. "מכיוון שהמסלול וההטיה של מאדים משתנים כל כך ביחס לשמש, זה היה נחמד לראות איך זה השפיע על מיקום קרח על הכובע. זה דורש מיפוי הרבה יותר, וכבר התחלנו את התהליך הזה, "אמר סמית '.
"עדיין יש הרבה מחקר על מאדים," אמר סמית '. "לכוכב הלכת יש הרבה תעלומות, שאת חלקן אפילו לא מצאנו."
