10 Minutės
Naujos aukštos raiškos nuotraukos iš ESA orbiterio Mars Express atskleidžia įspūdingus ledyninius pėdsakus Coloe Fossae regione ir pateikia įrodymų, kad Marsas kadaise patyrė plačias ledo pažangas, pasiekusias tolimas planetos vidutines platumas. Šios paviršiaus žymės — grioveliai, keteros ir kraterių užpildai — sudaro aiškų senųjų marsietiškų ledynmečių įrašą, kuriuos sukėlė planetos ašinio nuolydžio (obliquity) svyravimai.
Skaitant Marso reljefą: Coloe Fossae grioveliai ir keteros
Keliaujant šiaurėn nuo Marso pusiaujo link šiaurinių lygumų, Coloe Fossae regionas išsiskiria: ilgi, seklesni vagojimai kerta reljefą, išmargintą stačių tarpeklių ir smūginių kraterių. Naujausiose Mars Express nuotraukose šios vagos yra perskirtos beveik lygiagrečiomis linijomis ir bangavimo tekstūromis — geologinėmis žymėmis, kurios rodo, kad kadaise čia tekėjo ledas.
Kai kurios linijos vaizduose atspindi nuosėdų lūžius, kur kaitaliodamosi plutų dalys nuslinko žemyn, formuodamos būdingas fossae struktūras. Tačiau slėniuose ir kraterių dugnuose matome kitokį siužetą: tekstūras, primenančias ledo ir uolienų mišinio srautą bei užnešimą — struktūras, kurios planetų mokslininkams pažįstamos iš Žemės ledyninės geologijos. Šios tekstūros leidžia rekonstruoti srautų kryptį, apnašų sandarą ir galimą ledo kiekį, o tai svarbu tiek geologinei interpretacijai, tiek klimato modeliams.
Šis vaizdas sugeneruotas iš skaitmeninio reljefo modelio ir High Resolution Stereo Camera (HRSC) nadiro bei spalvų kanalų, esančių ESA Mars Express. Jame matomas Coloe Fossae regiono paukščio skrydžio vaizdas, ypač bangavimo linijos, nurodančios, kur medžiaga tekėjo per ankstesnį marsietišką ledynmetį. Smūginių kraterių trūkumas žemesniame reljefe prie skardžio papėdės rodo, kad šis paviršius yra gerokai jaunesnis nei daug kraterių turinti aukštikalnių zona. Autoriai: ESA/DLR/FU Berlin
Ką reiškia matomi raštai: linijinis slėnio užpildas ir koncentrinis kraterio užpildas
Planetų geologai naudojasi specifiniais terminais apibūdindami Coloe Fossae vaizduose matomas tekstūras. Terminas „lineated valley fill" (linijinis slėnio užpildas) apibūdina linijines, srautui panašias nuogulas, užpildančias slėnius, o „concentric crater fill" (koncentrinis kraterio užpildas) reiškia sluoksniuotas, žieduotas nuogulas smūginių duobučių viduje. Abi struktūros susidaro, kai ledo ir uolienų mišinys lėtai juda žemyn ir vėliau uždenčiamas nuosėdomis.
Žemėje ledynai išrašo panašius pėdsakus per pažanges ir regresijas, todėl lyginamosios planetologijos metodai leidžia atpažinti tokias formas ir Marse. Tačiau Marse ledo pernaša ir akumuliacija dažnai priklauso nuo ilgo laiko orbitalinių parametrų pokyčių — ypač planetos ašinio kampo svyravimų. Šie svyravimai keičia saulės apšvietimo pasiskirstymą ir „šaltųjų saugiklių" (cold traps) padėtį, skatindami ledą judėti nuo polių į vidutines platumas ir atgal per šimtus tūkstančių ar net milijonus metų.
Analizuojant raštus, mokslininkai atsižvelgia į linijų orientaciją, bangavimo periodiškumą, sluoksnių storį ir sutapimą su topografija. Tokie duomenys padeda atskirti, ar kalbama apie paviršinį sniegą, ilgaamžį sluoksnį ar glaudų ledyninį šerdį, ir leidžia prognozuoti galimą ledyno stiprumą bei seno ledo išsaugojimo galimybes.
Šis vaizdas pateikia Coloe Fossae regioną platesniame kontekste. Jame matomas ribos tarp šiaurinių lygumų ir pietinių aukštikalnių persirėžimas. Ši persirėža apjuosia visą planetą; kai kur ji žymi stačią, dviejų kilometrų aukščio skardžio sieną, o kitur — kaip čia — yra platesnė, išardyta pereinamoji zona (žinoma kaip Protonilus Mensae). Mėlyna zona viršutinėje rėmo pusėje žymi žemumų pradžią, kurios apima didžiąją šiaurės pusrutulio dalį. Geltonai oranžinė srities apačioje žymi aukštikalnių pradžią pietinėje pusrutulio dalyje. Didesnė balta dėžutė nurodo plotą, nufotografuotą High Resolution Stereo Camera (HRSC) įrenginiu ant ESA Mars Express 2024 m. spalio 19 d. (orbit 26257), o mažesnė balta dėžutė viduje rodo paviršiaus dalį, kuri pristatyta naujuose vaizduose 2025 m. lapkritį. Autoriai: NASA/MGS/MOLA Science Team
Marso nuolydis: variklis už senųjų ledynmečių
Skirtingai nei Žemėje, kur Mėnulis padeda stabilizuoti ašinį nuolydį, Marso obliquity laikui bėgant labai svyruoja. Šie nuolydžio ciklai turi galingą poveikį klimatui: didesnio nuolydžio fazėse poliarinis ledas tampa nestabilus ir sublimuoja, todėl vidutinėse platumose gali kauptis sezoniniai bei ilgalaikiai ledo sluoksniai. Mažesnio nuolydžio fazėse ledas grįžta prie polių.
Coloe Fossae požymiai, išsidėstę apie 39°N platumos, yra reikšmingi, nes rodo ledo susikaupimus gerokai toli nuo dabartinių poliarinių kepurių. Linijinio slėnio užpildo ir koncentrinio kraterio užpildo modelis vidutinėse platumose byloja apie pakartotines ledynų plėtimosi ir traukimosi fazes. Kai kurie tyrimai rodo, kad paskutinė reikšminga vidutinių platumų glaciacija Marse galėjo baigtis prieš kelis šimtus tūkstančių metų, todėl šios nuogulos priskiriamos prie jauniausių didelio masto ledo įrašų Marse.
Tokie rezultatai yra svarbūs ne tik chronologijai, bet ir priežastims, kurios lėmė ledo migraciją: analizuojant obliquity modelius kartu su reljefo ir nuosėdų duomenimis, mokslininkai gali susieti konkrečias klimato intervalus su fiziniais požymiais, taip tobulindami Marso klimato istorijos panaudojamumą kaip analogą Žemės paleoklimatologijai.
Šis spalvomis koduotas topografinis vaizdas parodo Coloe Fossae regioną Marse. Jis sukurtas iš ESA Mars Express surinktų duomenų 2024 m. spalio 19 d. (orbit 26257) ir remiasi regiono skaitmeniniu reljefo modeliu, iš kurio galima išvesti kraštovaizdžio topografiją. Žemesnės reljefo dalys parodytos mėlynais ir violetiniais atspalviais, o aukštesnės teritorijos atsiskleidžia baltomis ir raudonomis spalvomis, kaip nurodyta skalėje viršutiniame dešiniajame kampe. Autoriai: ESA/DLR/FU Berlin
Kodėl šie atradimai yra svarbūs
Supratimas, kur ir kada Marse kaupėsi ledas, atsako į kelis mokslinius ir praktinius klausimus. Visų pirma, tai tikslina mūsų vaizdą apie Marso klimato istoriją ir aplinkos kaitos tempus. Antra, uždengtas ledas gali būti potencialus vandens rezervuaras, svarbus tiek būsimoms robotinėms, tiek galimoms žmonių misijoms. Trečia, ledo susijusios nuosėdos gali paveikti organinių medžiagų ar biosignatūrų paiešką — jei tokios egzistavo — nes ledas vienu metu gali apsaugoti ir keisti cheminius ženklus per ilgą laiką.
Be to, ribos tarp šiaurinių žemumų ir pietinių aukštikalnių žemėlapiavimas — ypač pereinamosios zonos, tokios kaip Protonilus Mensae — padeda mokslininkams susieti paviršiaus morfologiją su praeities klimato modeliais. Šie žemėlapiai, sukurti iš stereo ir spalvų kanalų, suteikia tyrėjams topografinį kontekstą, reikalingą srautų modeliams interpretuoti ir nuosėdų santykinio amžiaus vertinimui, palyginti su tartum stipriai kraterizuotomis aukštikalnėmis.
Praktiniu požiūriu, atpažintas ir kartografuotas užkastas ledas vidutinėse platumose gali nurodyti strategines vietas ateities misijų planavimui: tiek atstovas gamtos išteklių, tiek vietas, kur galima rasti ilgai šaltai išsaugotų cheminių medžiagų. Tai ypač aktualu planuojant ilgesnes vietines misijas ir potencialius žmogaus iškrovimo planus, kur vandenį būtų galima naudoti gyvybei palaikyti arba kurti raketų kurą.
Šis stereoskopinis vaizdas parodo Coloe Fossae regioną Marse. Jis sugeneruotas iš High Resolution Stereo Camera (HRSC) ant ESA Mars Express orbiterio surinktų duomenų 2024 m. spalio 19 d. (orbit 26257). Anaglifas suteikia trimatį vaizdą, kurį galima vertinti naudojant raudonai-žalius arba raudonai-mėlynus akinius. Autoriai: ESA/DLR/FU Berlin
Misinės pastabos: kaip buvo paruošti vaizdai
Vaizdai gauti naudojant High Resolution Stereo Camera (HRSC), įdiegtą ant ESA Mars Express. HRSC, sukurtas ir eksploatuojamas Vokietijos kosmoso centro (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR), fiksuoja stereo, spalvų ir nadir kanalus, kurie apdorojami į skaitmeninius reljefo modelius ir aukštos detalės vaizdus. Sisteminis HRSC duomenų apdorojimas atliekamas DLR Planetų tyrimų institute (DLR Institute of Planetary Research) Berlyno-Adlershofe, o galutiniai vaizdų produktai parengiami bendradarbiaujant su Planetų mokslo ir nuotolinio jautrumo grupe Freie Universität Berlin.
Duomenų apdorojimo grandis apima radiometrinę korekciją, spalvų derinimą, stereo rekonstrukciją ir skaitmeninių reljefo modelių generavimą. Derinant HRSC vaizdus su kitų misijų topografiniais ir radarų duomenimis (pvz., MRO SHARAD arba MOLA aukščio duomenimis), tyrėjai gali tiksliau apskaičiuoti nuogulų storį, atpažinti sluoksniuotumą ir nustatyti galimą ledo buvimo horizontą po paviršiumi.
Ekspertų įžvalgos
„Šie vaizdai primena, kad Marso klimatas buvo dinamiškas ir regioniškai sudėtingas,“ teigia dr. Laura Mendes, planetų geologė (fiktyvi), specializuojanti ledinių procesų tyrimuose žemės tipo planetose. „Linijinis slėnio užpildas ir koncentrinis kraterio užpildas nėra vien tik įdomūs reljefo elementai — tai įrašas, kaip orbitiniai ciklai per laiką perkėlė ledą per Marso paviršių. Tas įrašas padeda mums testuoti klimato modelius ir identifikuoti vietas, kur uždengtas ledas vis dar gali būti pasiekiamas po plonu nuosėdų sluoksniu."
Nauji HRSC duomenys iš 2024 m. spalio 19 d. (orbit 26257) ir apdoroti leidiniai 2025 m. lapkritį prideda aiškumo dėl šių ledyninių epizodų laiko ir apimties. Tyrėjai derins šiuos stebėjimus su kraterių skaičiavimo datavimu, požeminio radaro duomenimis ir klimato simuliacijomis, kad patikslintų laikotarpius, kada ledas išsiplėtė į vidutines platumas ir kiek ilgai jis ten išsilaikė.
Kiti žingsniai ir platesnės implikacijos
Ateities darbai integruos šiuos aukštos raiškos vizualinius ir topografinius žemėlapius su požeminio skambinimo instrumentais (tokiais kaip MRO SHARAD) ir termodinaminiais duomenimis, kad būtų geriau apribotas ledo storis ir užnešimo gylis. Tobulėjant Marso obliquity istorijos modeliams, mokslininkai galės susieti konkrečias ledynines nuogulas su modeliuotais klimato intervalais, taip sudarydami išsamesnę Marso ledynmečių chronologiją.
Be gryno mokslo, šie atradimai turi įtakos ir misijų planavimui. Vidutinių platumų regionai su užkastomis ledyninėmis nuogulomis gali tapti strateginiais taikiniais misijoms, ieškančioms vandens išteklių arba šaltai išsaugotų medžiagų. Nauji Coloe Fossae vaizdai taip prisideda prie mūsų pirminio supratimo apie Marso praeitį ir teikia praktinius vertinimus dėl būsimų planetos tyrinėjimų.
Mars Express High Resolution Stereo Camera (HRSC) buvo sukurta ir yra eksploatuojama Vokietijos kosmoso centro (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR). Sisteminis jos duomenų apdorojimas vyko DLR Planetų tyrimų institute Berlyno-Adlershofe. Planetų mokslo ir nuotolinio jautrumo darbo grupė Freie Universität Berlin sukūrė galutinius vaizdų produktus, pristatytus šiame leidinyje.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą