Ветер закрутил полярную шапку Марса

Радиозондирование полярной шапки Марса открыло секрет ее спиральной структуры. Оказалось, что замысловатую форму ей придал в основном ветер.

Похоже, Марс раскрыл еще одну свою тайну, волновавшую ученых не один десяток лет. В 1972 году американская межпланетная станция Mariner 9 впервые сфотографировала северную полярную шапку планеты. И с тех пор ученые пытались понять, как в ней появилась система глубоких борозд, закрученных по спирали. И почему полярная шапка разделена на две части огромным Северным каньоном (Chasma Borealis) -- образованием, аналогов которому на Земле не нашлось.

Теории...

В попытках понять, как образовались спиральные борозды, ученые предложили не одну теорию. Одни предполагали, что спирали появились относительно недавно из-за разной скорости вращения внутренних и внешних слоев льда. Другие считали, что борозды образовывались долго, с ростом самих отложений. А появились они из-за того, что ветра разрушали обращенные к экватору склоны быстрее обращенных к полюсу. И вещества, из которых состоит этот гигантский ледник, перетекали с разрушающихся склонов на более целые.

...и практика

Еще с 1970-х годов изучать внутреннее строение льдов на Земле ученым помогала радиолокация с орбиты. Теперь «просветить» слои полярных льдов радаром удалось марсианским орбитальным аппаратам Mars Express и Mars Reconnaissance Orbiter. Радар SHARAD, установленный на борту MRO, оказался способен проникать в слои льда северной полярной шапки и строить их срезы с разрешением по высоте примерно в 10 м. Данные с радара, который фиксировал время отклика от слоев с одинаковыми диэлектрическими свойствами, показали наличие под оврагами неоднородностей шириной в 65 км.

Оказалось, неоднородности -- следы движения борозд, которое совместными усилиями вызвали солнце, ветер и атмосферные осадки. По мнению ученых, процесс миграции примерно таков: из атмосферы снег из углекислого газа и пыль выпадают на оба склона ущелий. После этого нисходящие ветры, дующие почти перпендикулярно к линии самих оврагов, сдувают вещество с более пологих, обращенных на экватор северных склонов и наметают его на противоположные, южные. На движение борозд также может оказать влияние и Солнце, под лучами которого вещество с различных склонов испаряется неравномерно.

Ветер, ветер

Основной движущей силой при движении борозд эксперты по Марсу называют все-таки ветер. На это указывает совмещенное изображение оврагов с розой ветров, дующих в районе полюса. По отношению к большинству борозд ветер дует перпендикулярно, даже если они не ориентированы строго с запада на восток. Ученым известно, что вещество на северную полярную шапку Марса выпадает со скоростью 0,28-1,2 мм в год. Благодаря этому удалось подсчитать, что центральные концентрические овраги начали свое движение 0,5-2,4 млн лет назад, прошли 65 м по направлению к полюсу и поднялись на 600 м.

«Никто и не представлял себе, что в этих слоях скрыты такие сложные структуры, -- пояснил Джек Холт из Техасского института геофизики. -- Слои записывают историю аккумуляции, эрозии и переноса вещества ветром. На основе их анализа мы можем восстановить историю климата планеты за миллионы лет».

Работа ученых опубликована в журнале Nature.