Støvet sne gravet op af NASAs Phoenix Mars Lander, et par centimeter under overfladen. Den blå boks repræsenterer is og den røde boks repræsenterer jord. Kredit:NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University.
I løbet af de sidste to årtier, forskere har fundet is mange steder på Mars. Det meste af Mars-isen er blevet observeret fra kredsløbssatellitter som NASAs Mars Reconnaissance Orbiter. Men at bestemme kornstørrelsen og støvindholdet i isen derfra langt over overfladen er udfordrende. Og disse aspekter af isen er afgørende for at hjælpe videnskabsmænd med at bestemme, hvor gammel isen er, og hvordan den blev aflejret.
Så planetforskerne Aditya Khuller og Philip Christensen fra Arizona State University, med Stephen Warren, en jordisk is- og sneekspert fra University of Washington, udviklet en ny tilgang til at bestemme, hvor støvet Mars-isen egentlig er.
Ved at kombinere data fra NASAs Phoenix Mars Lander og Mars Reconnaissance Orbiter med computersimuleringer, der bruges til at forudsige lysstyrken af sne og gletsjeris på Jorden, de var i stand til at matche lysstyrken af Mars-is og bestemme dens støvindhold. Deres resultater er for nylig blevet offentliggjort i AGU's Journal of Geophysical Research:Planeter .
Mars er en støvet planet, så meget af dens is er også støvet og meget mørkere end nysne, vi kan se på Jorden. Jo mere støvet isen er, jo mørkere og dermed varmere bliver isen, som kan påvirke både dens stabilitet og udvikling gennem tiden. Under visse betingelser, det kan også betyde, at isen kan smelte på Mars.
Illustration af, hvordan små mængder af marsstøv kan sænke lysstyrken og ændre farven på marsnesne. De farvede linjer i diagrammet (blå, rød, gul og violet) svarer til, hvordan små mængder støv reducerer lysstyrken af ren sne (repræsenteret af en sort streg) mod lysstyrken af rent marsstøv (repræsenteret af en grå linje). Den simulerede "farve" af hver type sne/støv er vist i de sorte felter. Læg mærke til, hvordan farven på sne med 0,1 % støv ligner farven på rent støv, som det også ses på Curiosity-roveren efter en støvstorm (højre) Kredit:NASA/JPL-Caltech/MSSS.
"Der er en chance for, at denne støvede og mørke is kan smelte et par centimeter ned, " sagde Khuller. "Og alt flydende vand under overfladen, der produceres fra smeltning, vil blive beskyttet mod at fordampe i Mars' tjuskede atmosfære af det overliggende istæppe."
Baseret på deres simuleringer, de forudsiger, at isen gravet op af Phoenix Mars Lander dannet af støvet snefald, engang i løbet af de sidste million år, svarende til andre isaflejringer, der tidligere er fundet på tværs af Mars' midterbredder.
Is gravet op af NASAs Phoenix Mars Lander, et par centimeter under overfladen. De røde og blå felter angiver placeringer af lysstyrkemålinger vist til højre. Blå repræsenterer is og rød repræsenterer jord. Kredit:NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University. Is- og jordmålinger fra Blaney et al. (2009).
"Det er en udbredt opfattelse, at Mars har oplevet flere istider gennem sin historie, og det ser ud til, at isen, der blotlægges på midten af Mars' breddegrader, er en rest af dette gamle støvede snefald, " sagde Khuller.
For de næste trin, holdet håber på yderligere at analysere iseksponeringer på Mars, vurdere om isen faktisk kunne smelte, og lær mere om Mars' klimahistorie.
Når snekorn vokser og gror, mængden af luft mellem kornene reduceres, og isen fremstår mørkere. Dette reducerer antallet af lysrefleksioner i isen og øger sandsynligheden for, at lyset bliver absorberet af isen. Efterhånden som kornene bliver større, lysstyrken reduceres, og ældre sne, firn og gletsjeris virker mørkere end frisk, ren sne. Figuren til højre illustrerer, hvordan luften i sneen gradvist reduceres til at danne firn, og til sidst gletsjeris. Kredit:Mattavelli (2016).
"Vi arbejder på at udvikle forbedrede computersimuleringer af Mars is for at studere, hvordan den udvikler sig over tid, og om det kan smelte og danne flydende vand, "Khuller sagde. "Resultaterne fra denne undersøgelse vil være en integreret del af vores arbejde, fordi at vide, hvor mørk isen er, har direkte indflydelse på, hvor varm den bliver."