NAUKA I ASTRONOMIA

Zmiany klimatyczne Marsa powodowane przezez Słońce

Na biegunach Marsa znajdują się pokrywy z lodu i pyłu, które odzwierciedlają przeszłe zróżnicowanie klimatyczne planety. Badacze z Intytutu Nielsa Bohr powiązali owe warstwy lodu na północnym biegunie Marsa ze zmianami w nasłonecznieniu planety. Założyli oni więc pierwszą zanotowaną zmianę klimatyczną planety, gdzie akumulacja lodu i pyłu była uwarunkowana od insolacji. Wyniki badań zostały opublikowane w magazynie naukowym Icarus.

Czapy lodowe na biegunach Marsa mają grubość kilku kilometrów i składają się głównie z lodu i pyłu. Są również warstwy, które mogą być obserwowane w skałach i zboczach dolin. Wiemy o ich istnieniu już od dziesięcioleci, kiedy otrzymaliśmy pierwsze zdjęcia z tej planety. Uważa się, że owe warstwy prezentują jaki był poprzednio klimat na Marsie. W podobny sposób odczytuje się historię klimatu na Ziemi – poprzez analizę rdzeni lodowych z Grenlandii czy Antarktyki.

Słoneczna isolacja Marsa zmieniała się znacznie w przeszłości, głównie z powodu różnic wynikających z nachylenia osi obrotu planety (nachylenia). Przez lata ludzie próbowali połączyć nasłonecznienie z tworzeniem się warstw lodu, z których mogliśmy zobaczyć górne 500 metrów. Pojedyncze sygnały mogą być powiązane ze znanymi już zmianami w nasłonecznieniu Marsa, jednak wciąż nie było jasne czy istnieje ścisły związek pomiędzy poziomem insolacji, a istnieniem i grubością pokryw lodowych.

„Tym razem poszliśmy w kompletnie innym kierunku. Opracowaliśmy model obrazujący w jaki sposób uformowały się pokrywy lodowe, bazując na fundamentalnych zasadach i procesach fizyki. Wykazaliśmy korelację pomiędzy skumulowaniem lodu i pyłu, a nasłoneczniem”, tłumaczy Christine Hvidberg – naukowiec i fizyk w Centrum Badania Lodu i Klimatu przy Uniwersytecie w Kopenhadze.

Wyjaśnia ona, że model formowania się warstw jest zależny od poziomu nasłonecznienia, a nascycenie pyłem owych warstw może być spowodowane przez dwa procesy. Jednym z nich jest zwiększenie wyparowywania lodu podczas lata w trakcie wysokiego nachylenia (kiedy oś obrotu jest nachylona w dół), a także poprzez same zmiany zbierania się pyłu spowodowane są przez właśnie to samo nachylenie osi. Model ten jest dość prosty, ale możliwy ze względu na prawa fizyki – może być on zatem wykorzystany do zbadania relacji pomiędzy zmianami klimatycznymi, a tworzeniem się warstw lodowych.

Naukowcy ustalili ramy dla modelu, który mógłby wyjaśnić powstawanie warstw, tak aby były zgodne z obserwacjami. Poprzez porównywanie rozkładu warstw w modelu wraz z precyzyjnymi pomiarami struktury warstw, które były możliwe dzięki zdjęciom czap lodowych w wysokiej rozdzielczości nadesłąnymi przez satelitę, naukowcy odkryli, że model jest w stanie odtworzyć złożone sekwencje w tych warstwach.

„Model opisuje górne 500 metrów znajdujących się na północnym biegunie czap lodowych na Marsie, co odpowiada jednemu milionowi lat i średniej wartości akumulacji lodu i pyłu wynoszącej 0.55 milimetra na rok. Model łączy również poszczególne warstwy ze szczytowym poziomem nasłonecznienia, co pozwala również ustanowić daty zmian klimatycznych w obrębie północnego bieguna Marsa przez ponad milion lat”, kontynuuje Christine Hvidberg.

Pomimo, że model jest oparty jednynie na porównywaniu z widocznymi 500 metrami górnej warstwy, to wstępne badania wykazały, że cała grubość i wewnętrzna struktura mogą czap lodowych mogą być wyjaśnione w oparciu o ten model. Wyjaśnia on zatem, że sposób w jaki lód i pył akumulowały się na północnym biegunie Marsa, był zależny i prowadzony przez różnice w nasłonecznieniu planety przez miliony lat.

Źródło: University of Copenhagen

Przeczytaj także

Gwałtowne burze polarne pomagają kontrolować globalną pogodę

Alan O. Grinde

Fale uderzeniowe meteorytów wywołują lawiny pyłu na Marsie

Alan O. Grinde

Niezmienny kształt Słońca

Alan O. Grinde

Rewolucyjny spray, który zamienia okna w panele słoneczne

Alan O. Grinde

Czy starsza niż przypuszczano Wega, może ukrywać życie?

Alan O. Grinde

Masywna plama słoneczna

Alan O. Grinde