Une nouvelle étude, basée sur l'analyse des données du radar SHARAD (installé sur l'appareil MRO (Mars Reconnaissance Orbiter)), a montré des résultats intéressants - de vastes couches de glace et de sable (contenant jusqu'à 90% d'eau) ont été découvertes à une profondeur de plus d'un kilomètre et demi sous la surface de Mars à proximité du nord les pôles, et leur volume est suffisant pour couvrir toute la planète rouge avec une couche d'eau d'au moins 1,5 mètre de profondeur, ce qui la rend un peu bleuâtre.
Dans le prolongement de cette publication,
«Comment Mars perd de l'eau - une étude scientifique avec modélisation» .
Un nouveau travail scientifique, «Les calottes glaciaires et sableuses enfouies sous la surface au pôle Nord de Mars», a été publié dans la revue Geophysical Research Letters.
Dans cette étude, des scientifiques de l'Université du Texas et de l'Arizona (États-Unis) ont utilisé les données obtenues par le radar souterrain SHARAD (sondeur Mars SHAllow RADar), installé à bord du vaisseau spatial NASA MRO (Mars Reconnaissance Orbiter).
Le Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) a été lancé le 12 août 2005, a atteint Mars le 10 mars 2006 et, en novembre 2006, a commencé une recherche scientifique à part entière après l'achèvement des manœuvres orbitales, des vérifications et des étalonnages de l'équipement embarqué.
Le MRO contient un certain nombre d'instruments scientifiques, tels que des caméras, des spectromètres, des radars, qui sont utilisés pour analyser la topographie, la stratigraphie, les minéraux et la glace sur Mars.
Le radar SHARAD est installé sur le MRO pour étudier la structure interne des calottes polaires martiennes et collecter des données sur les dépôts de glace souterraine.
Une antenne radar externe est une unité distincte sur le MRO.
SHARAD utilise des ondes radio haute fréquence dans la gamme de 15-25 MHz, ce qui lui permet de sonder la surface à une profondeur de 7 m à 1 km. La résolution horizontale est basée sur 0,3 à 3 km (0,3 à 1 km le long de la trajectoire et 3 à 6 km à travers la trajectoire). La durée de l'impulsion est de 85 μs et le taux de répétition d'impulsion nominal est de 700,28 Hz, la puissance transmise est de 10 W, une antenne dipôle de dix mètres est utilisée pour les mesures.
La méthode de sondage est la synthèse radar de l'ouverture, qui vous permet d'obtenir des images radar de la surface martienne et des objets qui s'y trouvent, quelles que soient les conditions météorologiques et le niveau d'éclairage naturel de la zone avec un détail comparable aux photographies aériennes.
Pour étendre les capacités du radar, les scientifiques utilisent SHARAD couplé au radar MARSIS, qui a une résolution inférieure, mais est capable de sonder la surface à une profondeur de 5 km. MARSIS est installé sur un autre vaisseau spatial actuellement en service - Mars Express.
Dans leurs nouveaux travaux scientifiques, les scientifiques ont montré qu'ils ont découvert les restes d'anciennes calottes glaciaires situées sous la surface du pôle nord de la planète à une profondeur de plus d'un kilomètre et demi, ce qui témoigne de l'existence de périodes de croissance et d'épuisement de la glace polaire sur Mars associées à un changement d'orbite et d'inclinaison.
Les résultats sont importants car les couches de glace sur Mars sont une sorte d'anneaux annuels qui stockent des enregistrements du climat sur elle dans le passé. Une étude de la géométrie et de la composition de ces couches peut nous dire s'il y a jamais eu des conditions favorables à l'émergence de la vie.
Comment ces couches souterraines se sont-elles formées?Le processus d'accumulation de glace aux pôles de la planète s'est produit au cours des derniers âges glaciaires.
De plus, lorsque la planète a commencé à chauffer, les restes des calottes glaciaires étaient recouverts de sable, ce qui protégeait la glace du soleil et l'empêchait de s'échapper dans l'atmosphère, puis dans l'espace.
Avec une période d'environ 50 000 ans, Mars se penche vers le Soleil, puis revient progressivement en position verticale, comme un sommet oscillant.
Lorsque Mars tourne en position verticale, son équateur fait face au Soleil, ce qui provoque le processus de croissance des calottes polaires. Au fur et à mesure que Mars change de pente, la glace aux pôles se recouvre de couches de sable, de sorte que les couches alternées de glace et de sable ne sont pas très profondes sous la surface de la planète près des pôles.
Ces résultats sont d'une grande importance parce que les couches de glace reflètent les changements climatiques anciens sur Mars, de la même manière que les anneaux d'arbres reflètent les changements du climat antique sur Terre.
Abréviations utilisées dans les images ci-dessous:
- dépôts stratifiés au pôle nord - dépôts stratifiés polaires nord (NPLD);
- Unité basale (BU);
- constante diélectrique ε '(ε' = 8,8 pour le sable, ε '= 3,1 pour la glace);
- roches (Rupes);
- Le Plateau Nord (Planum Boreum) est une plaine située au pôle nord de Mars.
Données et graphiques issus de travaux de recherche:Figure 1. Lieu de l'étudeA: Carte des hauteurs du plateau nord et des plaines environnantes avec relief superposé (barres noires - lieux de détection de cavités souterraines avec des couches de glace):
B: Mesure de la constante diélectrique dans les zones des cavités souterraines:
C: Représentation schématique des divisions stratigraphiques du Plateau Nord:
Figure 2. Données du radar SHARADA: Image de tranche originale de SHARAD:
B: tranche d'image interprétée sur laquelle différentes couches internes sont mises en évidence (les données de constante diélectrique sont analysées):
Figure 3. Données statistiques pour l'analyse des calculs de la constante diélectrique relative des échantillons .
A: moyenne sur toute la plaine du Plateau Nord:
B: dans la plaine centrale du Plateau Nord:
C: Diagramme généralisé Basalte-Gypse-Glace pour le Plateau Nord:
Figure 4. Modèle informatique de la structure des cavités du Plateau Nord à une profondeur de plus de 1 500 mètres (couleur bleue - glace, lignes orange - sable).On peut voir que dans la partie centrale sous la surface des dépôts de glace sont très étendus:
Figure 5. Analyse d'un des échantillons coupés de cavités souterraines du plateau nord.A: échantillon coupé avec des rebords escarpés et des dunes à l'intérieur (flèches noires):
C: Zone verte en grossissement (flèches bleues - couches de sable, vertes - cavités avec de la glace):
D: Section violette en grossissement (flèches bleues - couches de sable, vertes - cavités avec de la glace):
B: Profil topographique de la section étudiée:
Ainsi, après une étude et une analyse plus approfondies d'environ 3 000 échantillons différents similaires à ceux décrits ci-dessus, des couches souterraines de sable et de glace contenant jusqu'à 90% d'eau (de 62% à 88%) ont été découvertes, et ce sont d'anciennes calottes glaciaires qui ont survécu sous la surface de Mars. et en attendant leur étude plus approfondie.
Pour organiser la production d'eau sur Mars, il est très important de comprendre quelles étaient ses réserves disponibles dans le passé sur la planète à l'échelle mondiale, et quelle partie de celle-ci pourrait être préservée dans ses régions polaires et combien ce volume est disponible pour l'extraction.
Il s'avère que le volume total d'eau dans ces dépôts souterrains polaires millénaires est égal au volume d'eau contenu dans les glaciers et les couches de glace sous-jacentes aux basses latitudes de Mars, ainsi que ces dépôts entre eux d'environ le même âge.
Mais l'eau c'est la vie, il est donc important de comprendre quels volumes d'eau sur la planète étaient disponibles il y a des millions d'années par rapport à la quantité d'eau capturée et «cachée» sous les pôles, car même si sur Mars il y avait toutes les conditions de vie appropriées, mais la majeure partie de son eau était bloquée aux pôles, puis son volume à l'équateur n'était probablement pas suffisant pour le plein développement des organismes vivants.