Gli scienziati hanno ricostruito la formazione di due caratteristiche geologiche della calotta polare settentrionale di Marte: una voragine più grande del Grand Canyon e una serie di depressioni a spirale, risolvendo due misteri di lunga data e provando il cambiamento climatico sul Pianeta Rosso.
In due documenti sono stati pubblicati sulla rivista Nature del 27 maggio, per mano di Jack Holt e Isaac Smith della University of Texas presso l'Istituto Austin di Geofisica e i loro colleghi, grazie i dati radar raccolti dal NASA Mars Reconnaissance Orbiter.
Sulla Terra, le lastre di ghiaccio di grandi dimensioni si formano principalmente dal flusso di ghiaccio. Ma su Marte, secondo questa ultima ricerca, altre forze che hanno plasmato e continuano a farlo le calotte polari.
La calotta di ghiaccio del nord è una pila di strati di ghiaccio e polvere fino a due miglia (tre chilometri) di profondità su una superficie leggermente più grande del Texas. Grazie alle analisi computerizzate dei dati radar, gli scienziati possono togliere gli strati come una cipolla per rivelare come la calotta di ghiaccio si sia evoluta nel tempo.
Una delle caratteristiche della calotta di ghiaccio del nord è il Chasma Boreale, un canyon lungo come il Grand Canyon americano, ma più profondo e più ampio. Alcuni scienziati hanno suggerito che si fosse formato quando il calore vulcanico nella parte inferiore fuse il ghiaccio innescando un diluvio catastrofico. Altri hanno suggerito la presenza di forti venti polari, chiamati katabatics, che hanno scavato il canyon nella cupola di ghiaccio.
Altre caratteristiche enigmatiche sono le depressioni a spirale dal centro verso l'esterno della calotta di ghiaccio che si dispongono come una gigantesca girandola. Dal momento della loro scoperta, nel 1972, gli scienziati hanno proposto diverse ipotesi per spiegare la loro formazione. Una di queste è che a causa della rotazione del pianeta, il ghiaccio più vicino ai poli si muove più lento del ghiaccio più lontano dai poli, causando la sua modellazione essendo semi liquido. Un'altra ipotesi ha utilizzato un modello matematico che suggerire come causa, il maggior riscaldamento solare in alcune zone e la conduzione di calore laterale causerebbe la formazione di tali strutture.
Si scopre che la spirale e il Chasma Boreale sono stati creati e plasmati soprattutto dal vento. Ma piuttosto che essere formazioni recenti, si sarebbero formati in milioni di anni. L'influenza del vento avrebbe modellato la topografia sottostante del ghiaccio più vecchio. La topografia è la forma tridimensionale di una superficie, comprese le cime, le valli, i pendii e le pianure.
Prima di questa ricerca, si ipotizzava già che la calotta polare settentrionale di Marte fosse composta da molti strati relativamente piatti come una torta a strati. E' stato appurato che alcune informazioni sul clima dovrebbero essere registrate negli strati, in base allo spessore e al contenuto di polvere. Questa ricerca, tuttavia, rivela molti elementi complessi, compresi il cambiamento del livello di spessore e dell'orientamento, o l'improvvisa scomparsa in alcuni punti, caratteristiche che lo rendono una miniera di informazioni climatiche.
"Nessuno si rese conto della presenza di tali strutture complesse negli strati", dice Holt, autore principale del documento concentrandosi sulla Chasma Boteale.. "Dai livelli di accumulo del ghiaccio, dall'erosione e dal trasporto del vento si possono recuperare dati interrssanti sulla storia delle variazioni climatiche in maniera molto più dettagliata del previsto".
I risultati rivendicano una spiegazione che era caduta in disgrazia troppo presto per la comunità scientifica che studia Marte. Alan Howard, un ricercatore presso l'Università della Virginia, aveva proposto una teoria simile nel 1982, basata esclusivamente sulle immagini della superficie dalla missione Viking.
"Ebbe a disposizione solo immagini con risoluzione relativamente bassa", dice Isaac Smith, studente di dottorato e autore dell'articolo. Per il co-autore Holt:"Molti altri scienziati hanno proposto altre ipotesi per smentire la sua. Ma quando si guarda una sezione trasversale del suo studio, sembra quasi esattamente di vedere quello che vediamo noi oggi nei dati radar".
Perché dunque si sono formate le depressioni a forma di spirale? In primo luogo, i venti catabatici sono causati dall'aria fredda e densa che scende giù dal poli e ruota sulla calotta di ghiaccio. In secondo luogo, vengono deviati dalla forza di Coriolis, che è causato dalla rotazione del pianeta nello spazio. Sulla Terra, questo è ciò che fa girare gli uragani in direzioni opposte negli emisferi opposti. Questa forza spinge i venti e le depressioni a formare spirali.
Queste scoperte sono state rese possibili da un nuovo strumento chiamato Shallow Radar (SHARAD). Strumenti simili sono stati utilizzati a bordo degli aerei in Antartide e Groenlandia, ma prima del suo utilizzo su Marte, alcuni scienziati erano scettici se sarebbero stati in grado di raccogliere dati utili dall'orbita. Holt è un investigatore di SHARAD.
"Queste caratteristiche anomale sono state inspiegabile snobbate per 40 anni perché non eravamo stati in grado di vedere cosa c'era sotto la superficie", ha affermato Roberto Seu, team leader per lo strumento SHARAD. "E' gratificante che con questo nuovo strumento possiamo finalmente capire la natura del fenomeno".
SHARAD è stato fornito alla NASA dall'Agenzia Spaziale Italiana. E' stato progettato e sviluppato ed è gestito da un team congiunto formato dall'Università di Roma "La Sapienza" del Dipartimento INFOCOM, e da Thales Alenia Space Italia.
I co-author del documento "La costruzione di Chasma Boreale su Marte" include Kathryn Fishbaugh (Smithsonian National Air and Space Museum), Shane Byrne (Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona), Sarah Christian (Università del Texas Istituto di Geofisica e Bryn Mawr College), Tanaka Kenneth (Science Center Topografia, US Geological Survey), Indagine Russell Patrick (Planetary Science Institute), Herkenhoff Ken (Science Center Topography, US Geological), Ali Safaeinili (Jet Propulsion Laboratory), Putzig Nathaniel (Southwest Research Institute) e Roger Phillips (Southwest Research Institute).
Il finanziamento è stato fornito dalla NASA e dal White Gayle Fellowship presso l'Istituto di Geofisica.
Adattato da materiali forniti dalla University of Texas di Austin .
Sulla Terra, le lastre di ghiaccio di grandi dimensioni si formano principalmente dal flusso di ghiaccio. Ma su Marte, secondo questa ultima ricerca, altre forze che hanno plasmato e continuano a farlo le calotte polari.
La calotta di ghiaccio del nord è una pila di strati di ghiaccio e polvere fino a due miglia (tre chilometri) di profondità su una superficie leggermente più grande del Texas. Grazie alle analisi computerizzate dei dati radar, gli scienziati possono togliere gli strati come una cipolla per rivelare come la calotta di ghiaccio si sia evoluta nel tempo.
Una delle caratteristiche della calotta di ghiaccio del nord è il Chasma Boreale, un canyon lungo come il Grand Canyon americano, ma più profondo e più ampio. Alcuni scienziati hanno suggerito che si fosse formato quando il calore vulcanico nella parte inferiore fuse il ghiaccio innescando un diluvio catastrofico. Altri hanno suggerito la presenza di forti venti polari, chiamati katabatics, che hanno scavato il canyon nella cupola di ghiaccio.
[Ricostruzione in 3d della calotta polare nord grazie alle immagini radar del Mars Global Surveyor (MGS)]
Si scopre che la spirale e il Chasma Boreale sono stati creati e plasmati soprattutto dal vento. Ma piuttosto che essere formazioni recenti, si sarebbero formati in milioni di anni. L'influenza del vento avrebbe modellato la topografia sottostante del ghiaccio più vecchio. La topografia è la forma tridimensionale di una superficie, comprese le cime, le valli, i pendii e le pianure.
Prima di questa ricerca, si ipotizzava già che la calotta polare settentrionale di Marte fosse composta da molti strati relativamente piatti come una torta a strati. E' stato appurato che alcune informazioni sul clima dovrebbero essere registrate negli strati, in base allo spessore e al contenuto di polvere. Questa ricerca, tuttavia, rivela molti elementi complessi, compresi il cambiamento del livello di spessore e dell'orientamento, o l'improvvisa scomparsa in alcuni punti, caratteristiche che lo rendono una miniera di informazioni climatiche.
"Nessuno si rese conto della presenza di tali strutture complesse negli strati", dice Holt, autore principale del documento concentrandosi sulla Chasma Boteale.. "Dai livelli di accumulo del ghiaccio, dall'erosione e dal trasporto del vento si possono recuperare dati interrssanti sulla storia delle variazioni climatiche in maniera molto più dettagliata del previsto".
I risultati rivendicano una spiegazione che era caduta in disgrazia troppo presto per la comunità scientifica che studia Marte. Alan Howard, un ricercatore presso l'Università della Virginia, aveva proposto una teoria simile nel 1982, basata esclusivamente sulle immagini della superficie dalla missione Viking.
"Ebbe a disposizione solo immagini con risoluzione relativamente bassa", dice Isaac Smith, studente di dottorato e autore dell'articolo. Per il co-autore Holt:"Molti altri scienziati hanno proposto altre ipotesi per smentire la sua. Ma quando si guarda una sezione trasversale del suo studio, sembra quasi esattamente di vedere quello che vediamo noi oggi nei dati radar".
Perché dunque si sono formate le depressioni a forma di spirale? In primo luogo, i venti catabatici sono causati dall'aria fredda e densa che scende giù dal poli e ruota sulla calotta di ghiaccio. In secondo luogo, vengono deviati dalla forza di Coriolis, che è causato dalla rotazione del pianeta nello spazio. Sulla Terra, questo è ciò che fa girare gli uragani in direzioni opposte negli emisferi opposti. Questa forza spinge i venti e le depressioni a formare spirali.
Queste scoperte sono state rese possibili da un nuovo strumento chiamato Shallow Radar (SHARAD). Strumenti simili sono stati utilizzati a bordo degli aerei in Antartide e Groenlandia, ma prima del suo utilizzo su Marte, alcuni scienziati erano scettici se sarebbero stati in grado di raccogliere dati utili dall'orbita. Holt è un investigatore di SHARAD.
"Queste caratteristiche anomale sono state inspiegabile snobbate per 40 anni perché non eravamo stati in grado di vedere cosa c'era sotto la superficie", ha affermato Roberto Seu, team leader per lo strumento SHARAD. "E' gratificante che con questo nuovo strumento possiamo finalmente capire la natura del fenomeno".
SHARAD è stato fornito alla NASA dall'Agenzia Spaziale Italiana. E' stato progettato e sviluppato ed è gestito da un team congiunto formato dall'Università di Roma "La Sapienza" del Dipartimento INFOCOM, e da Thales Alenia Space Italia.
I co-author del documento "La costruzione di Chasma Boreale su Marte" include Kathryn Fishbaugh (Smithsonian National Air and Space Museum), Shane Byrne (Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona), Sarah Christian (Università del Texas Istituto di Geofisica e Bryn Mawr College), Tanaka Kenneth (Science Center Topografia, US Geological Survey), Indagine Russell Patrick (Planetary Science Institute), Herkenhoff Ken (Science Center Topography, US Geological), Ali Safaeinili (Jet Propulsion Laboratory), Putzig Nathaniel (Southwest Research Institute) e Roger Phillips (Southwest Research Institute).
Il finanziamento è stato fornito dalla NASA e dal White Gayle Fellowship presso l'Istituto di Geofisica.
Adattato da materiali forniti dalla University of Texas di Austin .
A cura di Arthur McPaul
Fonte: http://www.sciencedaily.com/releases/2010/05/100526134150.htm
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