Mysteriet om Mars-gletsjere afsløret

I et nyt papir offentliggjort i dag i Proceedings of the National Academies of ScienceS ( PNAS ), planetarisk geolog Joe Levy, assisterende professor i geologi ved Colgate University, afslører en banebrydende ny analyse af de mystiske gletsjere på Mars.

På jorden, gletschere dækkede brede dele af planeten under den sidste istid, som nåede sit højdepunkt omkring 20, 000 år siden, før de trak sig tilbage til pælene og efterlod de sten, de skubbede bag sig. På Mars, imidlertid, gletsjerne forlod aldrig, forbliver frosset på den røde planets kolde overflade i mere end 300 millioner år, dækket af affald. "Alle stenene og sandet båret på den is er blevet på overfladen, " siger Levy. "Det er som at lægge isen i en køler under alle de sedimenter."

Geologer, imidlertid, har ikke været i stand til at sige, om alle disse gletsjere blev dannet under en massiv Mars istid, eller i flere separate begivenheder over millioner af år. Da istider skyldes et skift i hældningen af ​​en planets akse (kendt som skråstilling), at besvare det spørgsmål kunne fortælle forskerne, hvordan Mars' kredsløb og klima har ændret sig over tid - såvel som hvilken slags sten, gasser, eller endda mikrober kan være fanget inde i isen.

"Der er virkelig gode modeller for Mars' orbitalparametre for de sidste 20 millioner år, " siger Levy. "Derefter har modellerne en tendens til at blive kaotiske."

Levy lavede en plan for at undersøge klipperne på gletsjernes overflade som et naturligt eksperiment. Da de formentlig eroderer over tid, en stabil progression af større til mindre sten, der fortsætter ned ad bakke, vil pege på en enkelt, lang istidsbegivenhed.

At vælge 45 gletsjere at undersøge, Levy erhvervede billeder i høj opløsning indsamlet af Mars Reconnaissance Orbiter-satellitten og satte sig for at tælle størrelsen og antallet af sten. Med en opløsning på 25 centimeter pr. pixel, "du kan se ting på størrelse med et middagsbord, " siger Levy.

Selv ved den forstørrelse, imidlertid, kunstig intelligens kan ikke præcist bestemme, hvad der er eller ikke er en sten på ru gletsjeroverflader; så Levy fik hjælp fra 10 Colgate-studerende i løbet af to somre for at tælle og måle omkring 60, 000 store sten. "Vi lavede en slags virtuelt feltarbejde, gå op og ned af disse gletschere og kortlægge stenblokkene, " siger Levy.

Levy gik i begyndelsen i panik, da langt fra en pæn progression af kampesten efter størrelse, stenstørrelserne så ud til at være fordelt tilfældigt. "Faktisk, stenene fortalte os en anden historie, " siger Levy. "Det var ikke deres størrelse, der betød noget; det var sådan, de blev grupperet eller grupperet."

Siden klipperne rejste inde i gletsjerne, de eroderede ikke, han indså. På samme tid, de var fordelt i klare bånd af affald hen over gletsjernes overflader, markerer grænsen for separate og adskilte isstrømme, dannet, da Mars slingrede om sin akse.

Baseret på disse data, Levy har konkluderet, at Mars har gennemgået et sted mellem seks og 20 separate istider i løbet af de sidste 300-800 millioner år. Disse resultater vises i PNAS , skrevet sammen med seks nuværende eller tidligere Colgate-studerende; Colgate matematik professor Will Cipolli; og kolleger fra NASA, University of Arizona, Fitchburg State University, og University of Texas-Austin.

"Dette papir er det første geologiske bevis på, hvad Mars kredsløb og skævhed kunne have gjort i hundreder af millioner af år, " siger Levy. Opdagelsen af, at gletsjere dannet over tid, har konsekvenser for planetarisk geologi og endda rumudforskning, forklarer han. "Disse gletsjere er små tidskapsler, at fange øjebliksbilleder af, hvad der blæste rundt i Mars atmosfære, " siger han. "Nu ved vi, at vi har adgang til hundreder af millioner af års Marshistorie uden at skulle bore dybt ned gennem skorpen - vi kan bare tage en vandretur langs overfladen."

Den historie inkluderer alle tegn på liv, der potentielt er til stede fra Mars' fjerne fortid. "Hvis der blæser nogle biomarkører rundt, de vil også blive fanget i isen." På samme tid, Eventuelle opdagelsesrejsende til Mars, som måske er afhængige af at udvinde ferskvand fra gletsjere for at overleve, bliver nødt til at vide, at der kan være klippebånd inde i dem, som vil gøre boring farligt. Levy og hans kolleger er nu i gang med at kortlægge resten af ​​gletsjerne på Mars overflade, håber med de data, de har, kunstig intelligens kan nu vi trænet til at overtage det hårde arbejde med at identificere og tælle kampesten.

Det vil bringe os et skridt tættere på en komplet planetarisk historie om den røde planet – inklusive det ældgamle spørgsmål om, hvorvidt Mars nogensinde kunne have understøttet liv.

"Der er meget arbejde at gøre med at finde ud af detaljerne i Mars klimahistorie, " siger Levy, "inklusive hvornår og hvor det var varmt nok og vådt nok til, at der var saltlage og flydende vand."