На Южном полюсе Марса движутся ледники из углекислого газа

Ледники из углекислого газа сегодня движутся, создавая отложения толщиной в километры в южной полярной области Марса, что могло продолжаться более 600 000 лет, говорится в статье научного сотрудника Института планетарных наук Исаака Смита.

"Оказалось, что залежи CO2, которые были впервые обнаружены в 2011 году, сегодня текут, как и ледники на Земле", - сказал Смит, ведущий автор работы "Ледники из углекислого газа на южном полюсе Марса", опубликованной в журнале Journal for Geophysical Research-Planets.

"Примерно 600 000 лет назад на марсианском южном полюсе начал формироваться лед из CO2. Вследствие климатических циклов лед несколько раз увеличивался в объеме и массе, прерываясь периодами потери массы за счет сублимации", - сказал Смит. "Если бы лед никогда не стекал, то он в основном находился бы там, где был первоначально отложен, а толщина самого толстого льда составляла бы всего около 45 метров. Вместо этого, поскольку он стекал вниз по склону в бассейны и спиральные впадины - криволинейные бассейны - где он оседал, он смог сформировать отложения толщиной до одного километра".

"Ледники обладают достаточной массой, чтобы при сублимации удвоить атмосферное давление на планете. Это потрясающая величина, и в работе 2018 года старшего научного сотрудника PSI Тана Путцига она измерена наиболее точно", - сказал Смит. "Самый длинный ледник имеет около 200 километров в длину и около 40 километров в поперечнике. Это большие ледники! Эта деятельность продолжается, но скорость потока, вероятно, достигла пика около 400 000 лет назад, когда отложение было наибольшим. Сейчас мы переживаем медленный период, потому что масса льда уменьшается, а это замедляет движение ледников".

Недавняя работа, проведенная частично в PSI (и финансируемая Смитом), исследовала законы течения, или прочностные свойства льда из углекислого газа. Эта работа показала, что лед CO2 течет почти в 100 раз быстрее, чем лед H2O в марсианских условиях и на высоких склонах. Именно поэтому лед CO2 ведет себя как ледники, в то время как остальная часть поддерживающей его ледяной шапки H2O кажется неподвижной.

Анализ результатов моделирования ледников с помощью модели системы ледниковых щитов и уровня моря НАСА, поддержанной двумя соавторами и адаптированной Смитом для работы на Марсе и с CO2, показал, что лед CO2 не был перемещен типичными методами. "Атмосферное осаждение разместило бы лед в такой форме, которую мы не видим. Он был бы гораздо более равномерно распределен и тоньше. То, что дает интерпретация ледника, - это механизм перемещения льда с высоких мест в нижние бассейны, которые также находятся в более низких широтах", - сказал Смит. "Если бы атмосферное осаждение было единственным процессом, воздействующим на лед, то большая его часть находилась бы в самых высоких широтах и на самых больших высотах. Но это не так. Лед стекает вниз по склону в бассейны, подобно тому, как вода стекает вниз по склону в озера. Только ледниковый поток может объяснить такое распределение, которое мы обнаружили в 2018 году".

Дополнительная работа Смита и его команды выявила несколько особенностей поверхности, которые являются очень хорошими аналогами особенностей, которые мы видим на земных ледниках. К ним относятся топографические профили, расщелины и хребты сжатия, которые напоминают земные особенности. Это укрепило выводы и дало основу для сравнения с моделями.

Земля, Марс и Плутон - единственные тела в Солнечной системе, на которых известен активно текущий лед, но они, вероятно, не одиноки. В Солнечной системе существует множество видов льда, и, поскольку количество карликовых планет растет, вполне вероятно, что на некоторых из них есть ледники из угарного газа или метана, еще более экзотические, чем ледники из сухого льда, только что обнаруженные на Марсе.