Podobnie jak Ziemia, Mars ma zamrożone czapy polarne, ale w przeciwieństwie do Ziemi czapy te są zbudowane zarówno z lodu z dwutlenku węgla, jak i z wody. Problem polega na tym, że chociaż czapka zimowa jest symetryczna wokół bieguna południowego, czapka resztkowa jest przesunięta o około trzy do czterech stopni. Korzystając z danych z sondy Mars Express ESA, naukowcy twierdzą, że winne są dwie rzeczy: marsjański system pogodowy i, co ciekawe, największy krater uderzeniowy na Marsie - mimo że nie znajduje się w pobliżu bieguna południowego.
Korzystając z planetarnego spektrometru Fouriera (PFS) na pokładzie Mars Express, Marco Giuranna z Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario CNR (IFSI), Rzym, Włochy i współpracownicy zmierzyli temperaturę atmosfery Marsa od ziemi do wysokości 50 km powyżej południowego regionu polarnego.
Prześledzili, jak zmienia się temperatura atmosfery i inne cechy w ciągu ponad pół roku na Marsie, i monitorowali, w jaki sposób dwutlenek węgla gromadzi się w południowej czapie lodowej, gdy jesień zamienia się w Marsa. „Nie jest to prosty proces. Odkryliśmy, że dwa regionalne systemy pogodowe opracowano od połowy jesieni do zimy - mówi Giuranna.
Te systemy pogodowe pochodzą od silnych wiatrów na wschód, które wieją prosto do basenu Hellas, największej struktury uderzeniowej na Marsie o średnicy 2300 km i głębokości 7 km. Głębokość krateru i stromy wzniesienie ścian odbijają wiatry i tworzą na Ziemi tak zwane fale Rossby'ego. Tworzy to układ niskiego ciśnienia w pobliżu bieguna południowego na półkuli zachodniej i układ wysokiego ciśnienia na półkuli wschodniej, ponownie w pobliżu bieguna południowego.
Giuranna odkryła, że temperatura układu niskociśnieniowego jest często niższa niż punkt kondensacji dwutlenku węgla, więc gaz skrapla się i spada z nieba jak śnieg i gromadzi się na ziemi jak mróz. W systemie wysokociśnieniowym warunki nigdy nie są odpowiednie na śnieg, więc występują tylko przymrozki. Zatem czapka południowego bieguna zbudowana jest z dwóch różnych mechanizmów.
Obszary z rozległą pokrywą śnieżną nie sublimują latem, ponieważ odbijają więcej światła słonecznego z powrotem w przestrzeń kosmiczną niż mróz powierzchniowy. Ziarna szronu wydają się być większe niż ziarna śniegu i mają bardziej chropowatą powierzchnię. Poszarpana tekstura zatrzymuje więcej światła słonecznego, napędzając sublimację.
Tak więc zachodnia część południowej czapy polarnej, zbudowana ze śniegu i mrozu, nie tylko osadza większą ilość lodu z dwutlenku węgla, ale także sublimuje wolniej latem, podczas gdy zachodnia część zbudowana z mrozu całkowicie zanika. To wyjaśnia, dlaczego pozostała czapka nie jest umieszczona symetrycznie wokół bieguna południowego.
„To była marsjańska ciekawość od wielu lat” - mówi Giuranna. Dzięki Mars Express naukowcy planetarni rozumieją teraz nowy aspekt tego niesamowitego, obcego świata.
Źródło: ESA
