Eine neue Studie, die auf der Analyse von Daten des SHARAD-Radars (installiert auf dem MRO-Apparat (Mars Reconnaissance Orbiter)) basiert, zeigte interessante Ergebnisse - riesige Eis- und Sandschichten (mit bis zu 90% Wasser) wurden in einer Tiefe von mehr als eineinhalb Kilometern unter der Marsoberfläche in der Nähe des Nordens entdeckt Die Pole und ihr Volumen reichen aus, um den gesamten roten Planeten mit einer mindestens 1,5 Meter tiefen Wasserschicht zu bedecken, was ihn ein wenig bläulich macht.
In Fortsetzung dieser Veröffentlichung,
"Wie Mars Wasser verliert - Eine wissenschaftliche Studie mit Modellierung .
"Eine neue wissenschaftliche Arbeit, "Eis- und Sandkappen, die am Nordpol des Mars unter der Oberfläche vergraben sind", wurde in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht.
In dieser Studie verwendeten Wissenschaftler der University of Texas und Arizona (USA) Daten, die vom SHARAD-Untergrundradar (Mars SHAllow RADar-Schallgeber) stammen, das an Bord des NASA-Raumfahrzeugs MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) installiert ist.
Der Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) wurde am 12. August 2005 gestartet, erreichte den Mars am 10. März 2006 und begann im November 2006 nach Abschluss von Orbitalmanövern, Inspektionen und Kalibrierungen von Fluggeräten mit umfassenden wissenschaftlichen Forschungen.
MRO enthält eine Reihe wissenschaftlicher Instrumente wie Kameras, Spektrometer und Radargeräte, mit denen Topographie, Stratigraphie, Mineralien und Eis auf dem Mars analysiert werden.
Das SHARAD-Radar ist auf dem MRO installiert, um die interne Struktur der Mars-Polkappen zu untersuchen und Daten über unterirdische Eisablagerungen zu sammeln.
Eine externe Radarantenne ist eine separate Einheit im MRO.
Das SHARAD-Radar verwendet hochfrequente Funkwellen im Bereich von 15 bis 25 MHz, mit denen die Oberfläche bis zu einer Tiefe von 7 m bis 1 km untersucht werden kann. Die horizontale Auflösung basiert auf 0,3 bis 3 km (0,3 bis 1 km entlang der Strecke und 3 bis 6 km quer zur Strecke). Die Pulsdauer beträgt 85 μs und die nominelle Pulswiederholrate beträgt 700,28 Hz, die Sendeleistung beträgt 10 W, für Messungen wird eine 10-Meter-Dipolantenne verwendet.
Die Sondierungsmethode ist die Radarsynthese der Apertur, mit der Sie Radarbilder der Marsoberfläche und der darauf befindlichen Objekte erhalten können, unabhängig von den Wetterbedingungen und der natürlichen Beleuchtung des Gebiets mit einem Detail, das mit Luftbildern vergleichbar ist.
Um die Fähigkeiten des Radars zu erweitern, verwenden Wissenschaftler SHARAD in Kombination mit dem MARSIS-Radar, das eine niedrigere Auflösung hat, aber die Oberfläche bis zu einer Tiefe von 5 km untersuchen kann. MARSIS ist auf einem anderen derzeit in Betrieb befindlichen Raumschiff installiert - Mars Express.
In ihrer neuen wissenschaftlichen Arbeit haben Wissenschaftler gezeigt, dass sie die Überreste antiker Eisschilde entdeckt haben, die unter der Oberfläche am Nordpol des Planeten in einer Tiefe von mehr als eineinhalb Kilometern liegen. Dies ist ein Beweis für die Existenz von Wachstums- und Erschöpfungsperioden des polaren Eises auf dem Mars, die mit einer Änderung seiner Umlaufbahn und Neigung verbunden sind.
Die Ergebnisse sind wichtig, da die Eisschichten auf dem Mars eine Art Jahresring sind, in dem Aufzeichnungen über das Klima in der Vergangenheit gespeichert sind. Eine Untersuchung der Geometrie und Zusammensetzung dieser Schichten kann uns sagen, ob es jemals günstige Bedingungen für die Entstehung von Leben gab.
Wie haben sich diese unterirdischen Schichten gebildet?Der Prozess der Eisansammlung an den Polen des Planeten fand während der letzten Eiszeiten statt.
Als sich der Planet zu erwärmen begann, waren die Überreste der Eiskappen mit Sand bedeckt, der das Eis vor Sonnenlicht schützte und verhinderte, dass es in die Atmosphäre und dann in den Weltraum entweichen konnte.
Mit einer Zeitspanne von ungefähr 50.000 Jahren neigt sich der Mars zur Sonne und kehrt dann allmählich in eine vertikale Position zurück, wie eine oszillierende Spitze.
Wenn sich der Mars in aufrechter Position dreht, ist sein Äquator der Sonne zugewandt, was den Wachstumsprozess der polaren Eiskappen verursacht. Wenn der Mars seine Neigung ändert, wird das Eis an den Polen mit Sandschichten bedeckt, so dass sich abwechselnd Eis- und Sandschichten nicht sehr tief unter der Oberfläche des Planeten in der Nähe der Pole befinden.
Diese Ergebnisse sind von großer Bedeutung, da Eisschichten alte Klimaveränderungen auf dem Mars widerspiegeln, ähnlich wie Baumringe Änderungen im alten Klima auf der Erde widerspiegeln.
In den folgenden Bildern verwendete Abkürzungen:
- Schichtablagerungen am Nordpol - Nordpolare Schichtablagerungen (NPLD);
- Basiseinheit (BU);
- Dielektrizitätskonstante ε '(ε' = 8,8 für Sand, ε '= 3,1 für Eis);
- Felsen (Rupien);
- Das Nordplateau (Planum Boreum) ist eine Ebene am Nordpol des Mars.
Daten und Grafiken aus Forschungsarbeiten:Abbildung 1. Ort der StudieA: Karte der Höhen des Nordplateaus und der umliegenden Ebenen mit überlagertem Relief (schwarze Balken - Orte zur Erkennung von unterirdischen Hohlräumen mit Eisschichten):
B: Messung der Dielektrizitätskonstante in den Bereichen von Hohlräumen unter der Oberfläche:
C: Schematische Darstellung der stratigraphischen Unterteilungen des Nordplateaus:
Abbildung 2. Daten vom SHARAD-RadarA: Original-Slice-Bild von SHARAD:
B: Interpretierte Bildscheibe, auf der verschiedene innere Schichten hervorgehoben sind (Daten zur Dielektrizitätskonstante werden analysiert):
Figure 3. Statistische Daten zur Analyse von Berechnungen der relativen Dielektrizitätskonstante der Proben .
A: gemittelt über die gesamte Ebene des Nordplateaus:
B: in der zentralen Ebene des Nordplateaus:
C: Verallgemeinertes Basalt-Gips-Eis-Diagramm für das Nordplateau:
Abbildung 4. Computermodell der Struktur der Hohlräume des Nordplateaus in einer Tiefe von mehr als 1.500 Metern (blaue Farbe - Eis, orange Linien - Sand).Es ist zu erkennen, dass im mittleren Teil unter der Oberfläche der Eisablagerungen sehr groß sind:
Abbildung 5. Analyse einer der geschnittenen Proben von unterirdischen Hohlräumen des Nordplateaus.A: Probenschnitt mit steilen Felsvorsprüngen und Dünen (schwarze Pfeile):
C: Grünfläche in Vergrößerung (blaue Pfeile - Sandschichten, Grün - Hohlräume mit Eis):
D: Lila Schnitt in Vergrößerung (blaue Pfeile - Sandschichten, grüne Hohlräume mit Eis):
B: Topographisches Profil des untersuchten Abschnitts:
So wurden bei weiteren Untersuchungen und Analysen von etwa 3.000 verschiedenen Proben, die den oben beschriebenen ähnlich sind, unterirdische Sand- und Eisschichten mit bis zu 90% Wasser (von 62% bis 88%) entdeckt, und dies sind alte Eiskappen, die unter der Marsoberfläche überlebten und auf ihr weiteres Studium warten.
Um die Wasserproduktion auf dem Mars zu organisieren, ist es sehr wichtig zu verstehen, welche Reserven in der Vergangenheit auf dem Planeten weltweit verfügbar waren und welcher Teil davon in seinen Polarregionen erhalten werden konnte und wie viel dieses Volumen für die Gewinnung verfügbar ist.
Es stellt sich heraus, dass das Gesamtwasservolumen in diesen tausend Jahre alten polaren Untergrundablagerungen gleich dem Wasservolumen ist, das in Gletschern und darunter liegenden Eisschichten in den unteren Breiten des Mars enthalten ist, sowie diesen Ablagerungen untereinander von ungefähr gleichem Alter.
Wasser ist jedoch Leben. Daher ist es wichtig zu verstehen, welche Wassermengen auf dem Planeten vor Millionen von Jahren verfügbar waren, verglichen mit der Menge des Wassers, das unter den Polen gefangen und „versteckt“ wurde, denn selbst auf dem Mars Es gab alle geeigneten Lebensbedingungen, aber der größte Teil des Wassers war an den Polen eingeschlossen, und sein Volumen am Äquator reichte wahrscheinlich nicht aus, um lebende Organismen vollständig zu entwickeln.