Исследование северной полярной шапки Марса показало, что содержание пыли в её верхнем слое может быть значительно ниже прежних оценок. Учёные пришли к выводу, что массовая доля пыли составляет около 3%, тогда как ранее этот показатель оценивали примерно в 25%. Результаты опубликованы в журнале npj Space Exploration.
Северная полярная шапка Марса состоит из водяного льда. Она представляет интерес не только как потенциальный источник воды для будущих пилотируемых миссий, но и как архив сведений о климате планеты в прошлом. Соотношение льда и пыли в этой области долгое время оставалось предметом научных споров.
Новую оценку получили два исследователя, сопоставив данные наблюдений с моделями и результатами изучения ледяно-пылевых структур на Земле. В работе использовали сведения спектрометров OMEGA и CRISM, данные камеры Surface Stereo Imager, установленной на аппарате Mars Phoenix, а также известный состав марсианского водяного льда и пыли. По расчётам учёных, структура северной шапки включает верхний слой льда, более тонкие прослойки пыли под ним и лёд ниже.
Изменения яркости поверхности помогли уточнить сезонную картину. «By looking at how the brightness changed over time, we figured out that there is a frost that forms in the winter and it’s more dusty. In the Martian summer it goes away, exposing cleaner, older ice», — сказал соавтор исследования, старший научный сотрудник прикладной физической лаборатории Вашингтонского университета доктор Адитья Кхуллер, слова которого приводит сайт Washington.edu.
Полученные данные важны для реконструкции древнего климата Марса. Наклон земной оси меняется лишь примерно от 22 до 24,5 градуса за 41 тысячу лет благодаря гравитационному влиянию Луны, тогда как наклон Марса колеблется от 15 до 35 градусов за периоды продолжительностью от 100 тысяч до 1 млн лет. Такие изменения способны перераспределять лёд и пыль по планете, особенно в северных широтах.
При наклоне около 15 градусов полярные шапки могут расширяться почти до экватора из-за недостатка солнечного света. При наклоне в 35 градусов и более они уменьшаются, иногда полностью исчезают, а затем формируются в других районах поверхности. Пыль, ранее скрытая подо льдом, попадает в атмосферу и позднее оседает вместе с ледяными частицами в северных широтах, помогая учёным изучать климатические изменения Марса.