Hình dạng của tảng băng có kích thước Texas cao hai dặm ở cực bắc của Sao Hỏa đã khiến các nhà khoa học bối rối trong bốn mươi năm, nhưng kết quả mới được công bố trong một cặp bài báo trên tạp chí Nature vào ngày 27 tháng 5 đã gây tranh cãi nghỉ ngơi.
Các mũ cực của Sao Hỏa đã được biết đến từ những lần quan sát đầu tiên của hành tinh, nhưng hình ảnh tàu vũ trụ ban đầu tiết lộ rằng nắp cực bắc được ghi bởi các máng bí ẩn xoắn ốc từ trung tâm của nó, cũng như một khe nứt lớn hơn Grand Canyon. Nguồn gốc của các tính năng này đã được tranh luận kể từ khi chúng được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1972.
Một giả thuyết để giải thích hẻm núi khổng lồ, được gọi là Chasma Boreale, là nhiệt núi lửa làm tan chảy băng và gây ra một trận lụt thảm khốc hình thành nên vực sâu. Các nhà khoa học khác đã đề xuất rằng gió quét xuống dốc từ đỉnh nắp được chạm khắc Chasma Boreale từ băng.
Nhiều lời giải thích đã được đề xuất cho các máng xoắn ốc quá. Người ta giải thích các máng là gãy xương do dòng chảy băng từ cực. Một mô hình khác sử dụng một mô hình để gợi ý rằng các máng là kết quả tự nhiên của sưởi ấm mặt trời và dẫn nhiệt bên trong băng.
Hai bài báo mới, do Jack Holt và Isaac Smith của Đại học Texas, thuộc Viện Địa vật lý Austin, dẫn đầu, đã sử dụng dữ liệu từ Radar Suburface Radar (SHARAD) trên Tàu thám hiểm sao Hỏa (MRO) để nghiên cứu cấu trúc bên trong của tảng băng và khám phá nguồn gốc của các máng và vực sâu.
Giải pháp SHARAD gửi các xung sóng vô tuyến từ quỹ đạo, 700 lần mỗi giây, Tiết Holt giải thích. Một số năng lượng được phản xạ từ bề mặt, và sau đó từ các giao diện dưới bề mặt nếu vật liệu can thiệp cho phép sóng vô tuyến xâm nhập. Radar ở bước sóng này (khoảng 20 mét) xuyên qua băng rất tốt và nó đã được sử dụng từ máy bay trên Trái đất để lập bản đồ các phần lớn của dải băng Earth Earth.
Bằng cách đặt tất cả các phản xạ lại với nhau, người ta có thể tạo ra một hình ảnh về những gì nằm bên dưới
Bề mặt, thêm Smith Smith.
Holt giải thích rằng khả năng lập bản đồ không chỉ các đặc điểm bề mặt mà cả cấu trúc bên trong của nắp băng, mở ra cánh cửa để hiểu rõ hơn những gì chúng ta nhìn thấy trên bề mặt bằng cách cung cấp bối cảnh quan trọng theo thời gian.
Bằng cách lập bản đồ cấu trúc ba chiều của nắp băng cực bắc, Smith và Holt đã xác định rằng cả hai máng và Chasma Boreale đều được hình thành bởi gió katabatic, thổi xuống từ đỉnh của tảng băng.
Hoàng tử Chúng tôi nói rằng họ được chạm khắc bởi gió, thay vì gió có vai trò mạnh mẽ trong sự hình thành và tiến hóa của họ. Holt nói. Mùi chồn Boreale là một đặc điểm cũ vẫn tồn tại bởi vì băng mới không tích tụ ở đó, có khả năng là do những cơn gió dai dẳng đến từ điểm cao nhất trên nắp băng.
Holt cũng phát hiện ra bằng chứng cho một hẻm núi cũ khác đã được lấp đầy hoàn toàn theo thời gian. Không có bằng chứng vẫn còn trên bề mặt để chỉ ra rằng nó đã ở đó trước đó, giáo sư Holt nói. Tuy nhiên, chúng tôi có thể ánh xạ nó trong dữ liệu radar.
Các máng xoắn ốc cũng được điều khiển bởi gió. Các lớp radar mà chúng ta thấy cho thấy bằng chứng cho việc vận chuyển gió vì chúng có độ dày và độ cao khác nhau [trên các máng], chuyên gia Smith Smith, tác giả chính của bài báo máng, giải thích. Gió di chuyển qua máng thay vì xuyên qua nó [và] di chuyển băng từ phía gió ngược (do đó làm mỏng lớp) sang phía gió ngược (thêm nhiều hơn vào lớp hiện có).
Điều này khiến các máng xoắn ốc di chuyển theo chiều gió theo thời gian, một hiện tượng lần đầu tiên được đề xuất bởi Alan Howard, một nhà nghiên cứu tại Đại học Virginia, năm 1982. Nhiều người đề xuất các giả thuyết khác cho rằng ông đã sai, ông Smith Smith nói. Tuy nhiên, khi bạn nhìn vào một mặt cắt giả định từ bài báo của mình, nó trông gần giống hệt như những gì chúng ta thấy trong dữ liệu radar. Chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi Alan Howard dự đoán chính xác những gì chúng tôi sẽ
xem."
Các máng có hình xoắn ốc do vòng quay hành tinh. Khi những cơn gió katabatic thổi từ trung tâm của nắp xuống các vĩ độ thấp hơn, chúng bị xoắn lại bởi cùng một lực coriolis của Lực gây ra cơn bão xoắn ốc trên Trái đất.
Các lớp mà Holt và Smith đã lập bản đồ bằng dữ liệu radar cũng cho thấy dòng chảy băng trên Sao Hỏa hiếm hơn nhiều so với trên Trái đất. Việc thiếu dòng chảy có nghĩa là băng cực trên Sao Hỏa bảo tồn các lớp phức tạp hơn dự kiến. Sự phức tạp này cung cấp các ràng buộc rất cụ thể đối với các quá trình khí hậu chịu trách nhiệm cho [các lớp], Giáo sư Holt nói. Cuối cùng, chúng ta sẽ có thể tái tạo lại gió và mô hình tích lũy trên khắp các cực và qua thời gian.
Holt có kế hoạch sử dụng các cảnh quan vùng cực cổ đại được suy ra từ dữ liệu SHARAD cùng với các mô phỏng của khí hậu martian để mô hình hóa sự hình thành của nắp cực. Nếu chúng ta có thể tạo lại các tính năng chính như Chasma Boreale [trong các mô hình], thì chúng ta sẽ học được rất nhiều về khí hậu trên Sao Hỏa trong thời kỳ đó.
Smith và Holt cũng có kế hoạch nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng Mars Mars đối với sự hình thành của tảng băng. Do quỹ đạo Mars Mars quỹ đạo và độ nghiêng thay đổi rất nhiều so với mặt trời, thật tuyệt khi thấy điều đó đã ảnh hưởng đến sự lắng đọng của băng trên nắp. Điều này đòi hỏi nhiều ánh xạ hơn và chúng tôi đã bắt đầu quá trình đó, Chuyên gia Smith nói.
Vẫn còn nhiều nghiên cứu để làm trên Sao Hỏa, ông Smith Smith nói. Hành tinh có rất nhiều điều bí ẩn, một số trong đó chúng ta chưa tìm thấy.
