Lodowa Czerwona Planeta – kosmiczne lodowce na Marsie

Mars sfotografowany przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Fot. NSSDC NASA.

Mars sfotografowany przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Fot. NSSDC NASA.

Zamarznięta woda występuje nie tylko na Ziemi, lecz i na innych ciałach Układu Słonecznego. W formie bezkształtnej spotkać ją można w zacienionych kraterach na Księżycu i Merkurym, tworzy też skorupę kilku księżyców większych planet, a także wchodzi w skład komet. Lód wodny występuje również na planecie najbardziej podobnej do Ziemi – na Marsie. Czy na tym suchym, chłodnym globie glacjolodzy mieliby co robić? Zdecydowanie tak.

Czapy polarne

Bieguny Marsa, tak jak bieguny Ziemi, skute są lodem, ale w odróżnieniu od naszej planety na Marsie występują jego dwa rodzaje: lód wodny i tzw. lód suchy, czyli zamarznięty dwutlenek węgla. Północna czapa lodowa Marsa jest zbudowana głównie z lodu wodnego, ma średnicę ok. 1100 km i pokrywa obszar na północ od równoleżnika 80°. Czapa południowa jest mniejsza (400 km), lecz jej większa grubość sprawia, że objętość lodu po obu stronach globu jest porównywalna. Jądro czapy południowej składa się z zamarzniętej wody, którą pokrywa zestalony dwutlenek węgla.

NASA_JPL_MalinSpaceScienceSystems_noordpool_mars_1

Północny biegun Marsa pod koniec zimy (po lewej) i latem (po prawej). Fot. NASA/JPL/ Malin Space Science Systems

Wokół obu czap lodowych rozbudowuje się sezonowa pokrywa lodu suchego, podobnie jak zimowa pokrywa śnieżna na Ziemi. Dzieje się tak ponieważ w chłodnej porze roku w marsjańskich obszarach polarnych temperatura spada do -150°C, powodując, że CO2 (stanowiący aż 95% objętości atmosfery) zamarza na powierzchni, osiągając grubość dochodzącą do ok. 1 m. Latem, suchy lód sublimuje (paruje). Ten cykl pór roku powoduje, że zimowa pokrywa lodowa na Marsie rozrasta się na tyle, że można ją obserwować z Ziemi – wystarczy do tego mały teleskop.

Mars sfotografowany z Ziemi z wyraźnie widoczną południową czapą polarną. Fot. J. Małecki

Mars sfotografowany z Ziemi teleskopem o średnicy 90 mm. Wyraźnie widoczna południowa czapa polarna. Fot. J. Małecki

Marsjańskie lodowce

Czapy biegunowe to jednak tylko jeden z elementów kriosfery Marsa. W ostatnich latach okazało się, że na Czerwonej Planecie występują także mniejsze masy lodowe, do tej pory znane tylko z Ziemi. Pomiary radarowe wykonane w ostatnich latach przez radar SHARAD, zainstalowany na pokładzie sondy Mars Reconnaissance Orbiter, sugerują istnienie lodu wodnego w rozciągniętych, spływających ze stoków „formach lepkiego spływu” (ang. viscous flow features). W marsjańskiej strefie umiarkowanej, między 30 a 60° szerokości północnej i południowej, naliczono ich ponad 1300. Wśród tych obiektów wyróżniono także tzw. „formy lodowco-podobne” (ang. glacier-like forms), których podobieństwo z lodowcami ziemskimi jest uderzające. Z małym wyjątkiem: lodowce Marsa, aby przetrwać, muszą być odizolowane od atmosfery poprzez pokrywę gruzu. W przeciwnym wypadku szybko by wyparowały.

Forma lodowco-podobna (ang. glacier like form) na Marsie. Fot. NASA/JPL/ Malin Space Science Systems

Forma „lodowco-podobna” (ang. glacier like form) na Marsie. Fot. NASA/JPL/ Malin Space Science Systems

Badacze są zgodni – marsjańskie formy „lodowco-podobne” to prawdziwe lodowce. Niektórzy naukowcy wierzyli do tej pory, że zbudowane są głównie z okruchów skał, powiązanych ze sobą jedynie małą ilością lodu. Wyniki z SHARAD sugerują jednak coś innego: obiekty te zbudowane są z jednolitej masy lodu wodnego, wewnątrz której generalnie nie występują fragmenty skał. „Byłem zaskoczony tym, że na radiogramach lód wygląda na tak czysty, oraz tym, że zewnętrzna pokrywa jest tak cienka” – powiedział Jack Holt, geofizyk z Uniwersytetu w Teksasie w Austin, autor badań z udziałem SHARAD. Z kolei Victor Baker z Uniwersytetu w Arizonie w Tucson twierdzi, że dowody na istnienie lodowców zbudowanych z lodu wodnego na Marsie są już właściwie niepodważalne: „(Sondowania radarowe – przyp. red.) To wciąż pomiar pośredni, ale jestem całkowicie przekonany, że to lód. To pomiar fizyczny, którego nie sposób zinterpretować inaczej”.

Badania sugerują, że współczesne lodowce Marsa są prawdopodobnie pozostałościami po dawnych, rozleglejszych zlodowaceniach. Przy obecnym klimacie planety zamarznięta woda nie może się bowiem akumulować na powierzchni Marsa, co skłania do przypuszczeń, że lód budujący współczesne formy „lodowco-podobne” pochodzi z dawniejszych okresów geologicznych. Oznacza to, że globalne zmiany klimatyczne oraz epoki lodowe zachodzą nie tylko na Ziemi, ale i na Czerwonej Planecie. Dzieje się tak dlatego, że Mars nie posiada dużego księżyca, który grawitacyjnie stabilizowałby wahania jego osi obrotu. Zmiany nachylenia tej osi względem płaszczyzny orbity powodują zmiany intensywności docierającego do powierzchni promieniowania słonecznego, co silnie wpływa na cały klimat.

Forma lodowco-podobna (ang. glacier like form) na Marsie. Fot. NASA/JPL/ Malin Space Science Systems

Forma „lodowco-podobna” (ang. glacier like form) na Marsie. Fot. NASA/JPL/ Malin Space Science Systems

Oprócz głównego budulca, lodowce na Marsie i Ziemi łączą też inne cechy, np. rozmiary dochodzące do kilkudziesięciu kilometrów długości i grubości kilkuset metrów. W obu przypadkach wyraźnie zaznacza się także deformacyjny ruch lodu w dół stoku. Formy „lodowco-podobne” na Czerwonej Planecie powstają w półkolistych zagłębieniach lub w dolinach oraz mają dobrze zaznaczone czoła, często w postaci rozszerzających się łap z wyraźnymi wałami przypominającymi moreny czołowe. Spośród zidentyfikowanych do tej pory form „lodowco-podobnych”, ta przedstawiona na powyższej fotografii szczególnie przypomina lodowiec ziemski. Wyraźnie zaznaczają się foliacja (podłużne linie płynięcia wzdłuż jęzora), poprzeczne szczeliny, czoło oraz wał morenowy.

Na razie nie wiadomo jaka jest objętość lodu na Marsie w średnich szerokościach geograficznych, potrzebne są dalsze pomiary grubości lodowców. Naukowcy przypuszczają jednak, że jest to największy rezerwuar wody na planecie poza czapami polarnymi. To dobra wiadomość dla przyszłych misji załogowych na Marsa. Lód z lodowców może bowiem ułatwić życie osadników nie tylko poprzez dostarczanie wody pitnej, ale może być również źródłem tlenu do oddychania i wodoru do paliwa na drogę powrotną.

Żródła:

Holt J.W. et al. 2008. Radar sounding evidence for buried glaciers in southern mid-latitudes of Mars. Science 21, vol. 322, no. 5905, 1235-1238. http://www.sciencemag.org/content/322/5905/1235.short

Souness C. & Hubbard B. 2012. Mid-latitude glaciation on Mars. Progress in Physical Geography, vol. 36, no. 2, 238-261. http://ppg.sagepub.com/content/36/2/238.abstract

http://www.antarcticglaciers.org/glacial-geology/glaciers-mars/ - Glaciers on Mars
Advertisements

One response to “Lodowa Czerwona Planeta – kosmiczne lodowce na Marsie

  1. Wodór z wody sam w sobie nie może być paliwem tylko do pary z tlenem, woda na marsie przy braku atmosfery może być wystawiona na działanie szybkich cząstek ze słońca i kosmosu co może prowadzić do powstania deuteru a ten jest trujący dla żywych organizmów.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s