2012.09.14. - A Nap okozza a Mars drámai klímaváltozásait

Egy dán kutatócsoport eredménye szerint a vörös bolygó jégből és porból álló sarki sapkáinak rétegei jól tükrözik a Mars múltbeli klímaváltozásait. Az északi póluson a por és a jég lerakódását a változó besugárzás határozza meg.

A Mars kilométer vastagságú poláris sapkái jégből és porból állnak. A sapkák réteges szerkezetéről, ami jól megfigyelhető a völgyek oldalfalain, évtizedek óta tudunk, mióta az első, keringő űreszközök által készített felvételek visszaérkeztek a bolygótól. A rétegződésről azt gondolják, hogy a Mars múltbeli klimatikus viszonyait tükrözi vissza, hasonlóan ahhoz, ahogyan a földi klímatörténet is kiolvasható a grönlandi és antarktiszi fúrásokból származó jégmagokból.

A Marsot érő besugárzás a múltban időről időre jelentősen ingadozott, főleg a bolygó tengelyferdeségének változása miatt, ez pedig drámai klímaváltozásokhoz vezetett. A kutatók a besugárzás változása és a sarki sapkák rétegeinek kialakulása közötti kapcsolatot sokáig úgy akarták kimutatni, hogy a rétegződés 500 méternyi felső, látható részében igyekeztek periodicitást találni. Egy ilyen rétegperiodicitás talán összeköthető a marsi besugárzás ismert múltbeli változásaival, mindeddig azonban senkinek sem sikerült ilyen korrelációt egyértelműen kimutatni.

A Mars északi poláris sapkája főleg vízjégből áll, de tartalmaz néhány százalék port is. A területet fehér színű, jéggel borított spirális formák és sötét lejtők dominálják, ahol a jégsapka rétegződése is megfigyelhető.
[NASA/JPL/MSSS]

Christine Hvidberg (University of Copenhagen) és munkatársai a másik irányból közelítettek a problémához: kifejlesztettek egy modellt, amely az alapvető fizikai folyamatok alapján követi a por és a jég akkumulálódását és megmutatja, hogy az eredményeként előállt rétegződési szerkezet valóban korrelál a besugárzás változásával. Hvidberg magyarázata szerint a modellben a réteges szerkezet kialakulásának oka tehát a Naptól érkező sugárzási energia változása, a porban gazdag rétegek pedig kétféle módon alakulhatnak ki: (1) A jég fokozott nyári szublimációja azokban a korszakokban, amikor a bolygó forgástengelye erősen megdőlt állapotban volt. (2) Változások a por feldúsulásában a rotációs tengely dőlésszögének változása miatt.

A kutatók modelljükkel sikeresen tudták reprodukálni a Mars északi sarki sapkájáról készült nagyfelbontású műholdfelvételeken megfigyelhető rétegződési szerkezetet. A modell jól magyarázza a jégsapka felső, körülbelül az elmúlt 1 millió évben lerakódott 500 méterének struktúráját, a jég és a por átlagos akkumulációs rátájára 0,55 mm/év értéket megadva. Az egyes rétegeket a Nap sugárzásának maximumaihoz kapcsolja, Hvidberg szerint ezáltal tulajdonképpen a Mars északi poláris jégsapkájának klímatörténetét adja 1 millió évre visszamenőleg. Bár a modell csak az 500 méteres felső, látható réteggel foglalkozik, előzetes vizsgálatok jelzik, hogy a teljes jégsapka belső szerkezetét magyarázhatja, azaz nem csak egy, de több millió évre visszamenőleg kapcsolhatja össze a jég és a por akkumulációjának folyamatát a szoláris besugárzás változásaival.

Az eredményeket részletező szakcikk az Icarus c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2012.09.06.