Led na severním pólu Marsu je mnohem čistší, než se očekávalo

Planeta Mars je známá svými mohutnými prachovými bouřemi, prachovými víry a dvěma rozsáhlými polárními ledovými čepičkami, přičemž ta severní patří k nejvýraznějším rysům rudé planety. Severní polární čepička, tvořená vodním ledem, představuje nejen možný zdroj vody pro budoucí pilotované mise, ale také pomáhá vědcům rekonstruovat klima, které na Marsu panovalo v minulosti. Ve vědecké komunitě však stále probíhá diskuse o vzájemném poměru ledu a prachu v této čepičce –jaký podíl prachu obsahuje ve srovnání s mnohem větším množstvím vodního ledu.

Dvojici výzkumníků se nyní možná podařilo o něco lépe pochopit vztah mezi vrstvami ledu a prachu v severní polární čepičce Marsu. Jak uvádí nedávná studie zveřejněná v časopise Space Exploration, vědci představili nové důkazy naznačující, že povrchový vodní led v blízkosti severního pólu může obsahovat mnohem méně prachu, než dosud předpokládaly dlouho uznávané modely. Dřívější studie odhadovaly, že svrchní vrstva vodního ledu na severním pólu může obsahovat přibližně 25 % prachu (vyjádřeno hmotnostním podílem, tedy poměrem hmotnosti prachu k celkové hmotnosti materiálu).

Nová měření směsi ledu a prachu
Tato nová studie však přepočítala dřívější odhady na základě poznatků z výzkumu směsí ledu a prachu na Zemi. Vědci dospěli k závěru, že svrchní vrstva vodního ledu na severním pólu obsahuje přibližně 3 % prachu (vyjádřeno hmotnostně), což je výrazně méně než dříve odhadovaných 25 %. Vysvětlují to tím, že severní pól tvoří vrstvená struktura: na povrchu se nachází led, pod ním následují tenčí vrstvy prachu a pod nimi opět vrstva ledu.

K tomuto odhadu dospěli kombinací přístrojových měření a modelování. Využili přitom data ze spektrometru OMEGA (Observatoire pour la Minéralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activité), spektrometru CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) a stereoskopické kamery SSI (Surface Stereo Imager) z již vysloužilé sondy Phoenix, a zároveň zohlednili známé složení vodního ledu a marsovského prachu.

„Sledováním změn jasu v průběhu času jsme zjistili, že se v zimě tvoří jinovatka, která obsahuje více prachu. Během marsovského léta tato vrstva mizí a odhaluje čistší a starší led,“ uvedl Aditya Khuller, vedoucí výzkumný pracovník Laboratoře aplikované fyziky (Applied Physics Laboratory) při University of Washington a spoluautor studie.

Výrazné klimatické změny na Marsu
Důsledky této studie dalece přesahují rámec současného vrstvení ledu a prachu; sahají hluboko do minulosti a jejich cílem je lépe porozumět dřívějšímu klimatu na Marsu. Je to dáno tím, že zatímco sklon zemské osy je díky gravitačnímu působení Měsíce stabilní, Mars takovou stabilitu postrádá. V důsledku toho se sklon zemské osy v cyklu trvajícím 41 000 let mění jen mírně – kolísá v rozmezí přibližně 22 až 24,5 stupně. Naproti tomu sklon osy Marsu prochází mnohem výraznějšími výkyvy, které se v časovém horizontu 100 000 až 1 000 000 let pohybují v rozmezí 15 až 35 stupňů. Tyto změny vedou k drastickým klimatickým posunům, včetně přerozdělení ledu a prachu po celé planetě, a to zejména v oblastech severních šířek.

Například v obdobích s malým sklonem osy (15 stupňů) se polární ledové čepičky rozrůstají – místy až téměř k rovníku – v důsledku nedostatku slunečního svitu dopadajícího na tyto oblasti. Naproti tomu v obdobích s velkým sklonem (35 stupňů a více) se polární čepičky zmenšují; často zcela zmizí, aby se následně znovu vytvořily na jiných místech povrchu. Když k tomu dojde, prach dříve uvězněný pod vrstvami ledu se rozptýlí do atmosféry a vytvoří směs ledu a prachu, která se poté opět usazuje v severních šířkách planety. Je zřejmé, že klima na Marsu je mnohem proměnlivější než to pozemské, a proto studie tohoto typu pomáhají objasnit, jak by vrstvení ledu a prachu mohlo vrhnout nové světlo na klimatické podmínky Marsu v minulosti.

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/mars-north-pole-ice-is-far-cleaner-than-expected

autor: František Martinek