|
Тайна медленного движения полярных льдов на Марсе
|
|
|
|
Полярные ледяные шапки Марса были одними из первых, кто обнаружил на Марсе признаки, похожие на земные. С момента появления кинопленки в 19 веке исследователи ожидали увидеть активность, подобную земной, например, движение полярных льдов. Марс, однако, не соответствует ожиданиям. В 1971 году данные "Маринера—9" впервые показали наличие льда на южном полюсе Марса, что положило начало 50-летним дебатам о том, является ли лед текучим или нет. Каждый раз, когда возникала какая-либо интерпретация течения, она быстро опровергалась новыми наблюдениями. В течение 50 лет исследователи пытались объяснить этот неподвижный лед. Теперь в новой статье, опубликованной старшим научным сотрудником Института планетологии Исааком Смитом, есть ответ: лед, который состоит из различных слоев материала, может удерживаться на месте благодаря этим слоям. На снимках полярных ледяных шапок Марса в высоком разрешении видны сложные слоистые структуры. Толщина этих шапок составляет около 2-3 км (1,2-1,9 мили), а их протяженность на полюсах Марса превышает 1000 км (600 миль). Эти шапки состоят в основном из водяного льда. Подо льдом скрывается сложный ландшафт, включающий крутые склоны и скалы.
|
|
|
|
Исследователи ожидали, что скорость движения льда в этих регионах может достигать 1 метра в год, и даже самые скромные прогнозы прогнозируют, что скорость течения составит 10 сантиметров в год. Такая скорость движения была бы видна на снимках, сделанных за короткое время современными аппаратами, с их способностью разрешать объекты размером всего 1,2–2,4 м (4-8 футов). Продолжительный поток также должен быть заметен в других объектах, таких как морены (или груды щебня), впадины в ледяных скалах и деформация слоев. Ничего подобного не видно ни в одном месте на полярных шапках. По словам Смита, учитывая отсутствие наблюдений, подтверждающих движение льда, "вопрос в том, почему лед движется медленнее, чем прогнозировалось, и насколько медленно? У нас есть верхний предел, поэтому давайте проверим некоторые гипотезы. В своей статье я рассмотрел четыре гипотезы, чтобы понять, могут ли они замедлить таяние льда."
|
|
|
В статье, опубликованной в журнале Icarus, "Гипотеза о необнаруживаемом течении в полярных слоистых отложениях Марса", Смит проводит сложные расчеты для четырех различных сценариев: 1) лед слишком холодный, чтобы двигаться, 2) примеси во льду замедляют его движение, 3) он однородный смесь материалов замедляет поток, 4) лед укладывается слоями таким образом, что его расход однозначно замедляется до неизмеримого уровня. Хотя все четыре идеи казались возможными, математические модели показали, что в первых трех случаях лед все еще должен был заметно двигаться и оставлять следы. Только в последней, многослойной ландшафтной модели, лед был зафиксирован на месте. "Слои получаются такими же, как при приготовлении смореса или печенья Oreo — жесткие слои с мягкими прослойками посередине. Если вы положите достаточное количество печений oreo друг на друга и прижмете, они немного потекут, но не так сильно, как если бы у вас была смесь из крошек oreo", - объясняет Смит. "Послойная модель может замедлить процесс на несколько порядков — этого достаточно, чтобы соответствовать наблюдаемым движениям (или их отсутствию)".
|
|
|
|
По мере того как мы создаем модели, позволяющие нам понять разнообразие ледников в нашей Солнечной системе, мы начинаем понимать, как физика может быть везде одинаковой, но конкретные местные условия заставляют все действовать совершенно по-другому. Легко представить, что Марс похож на Землю, и, возможно, когда-то так оно и было, но в течение последнего миллиарда лет или около того на Марсе был уникальный суровый климат, который оставляет нам очень непохожие на Землю особенности для изучения. "Исследователи, начиная с Персиваля Лоуэлла, рассматривали полярные шапки Марса. Лоуэлл даже рассматривал текучий лед и каналы, которые могли бы помочь людям, живущим на Марсе", - говорит Смит, ссылаясь на работы Лоуэлла конца 1800-х и начала 1900-х годов. "Нам нужно понять основные физические принципы, прежде чем мы сможем сказать гораздо больше о том, что происходит на других планетах. Это довольно эзотерично. Очень немногие люди интересуются динамикой ледяного покрова на других планетах, но гораздо больше людей интересуется историей льда на Марсе. Без надлежащего контекста мы можем десятилетиями пребывать в заблуждении. "Чтобы сделать это правильно, нужно знать, какие процессы активны, а какие нет. Я думаю, что эта статья значительно приблизит нас к пониманию того, почему лед на Марсе остается неподвижным".
|
|
|
|
Источник
|
