Tredimensionella underjordiska bilder avslöjar strukturer inom de polära istapparna på Mars, inklusive tidigare dolda lager, en större volym frusen koldioxid som finns i den södra polarhatten, och skålformade särdrag som kan vara nedgrävda nedslagskratrar inom båda polarlocken. Denna information kommer att hjälpa forskare att bättre förstå klimatförändringarna i mars och kan göra det möjligt för dem att bestämma åldern på polarmössorna utan att använda klimatmodeller. 3D-datavolymerna sammanställdes från observationer av Shallow Radar (SHARAD) ombord på NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) under mer än 2000 omloppspassager över varje Mars-pol.

"Vi har tillämpat branschutvecklade tekniker på ett mycket nytt sätt på en marsdatauppsättning, producerar 3D-volymer som var och en är över 600 gånger större än någon jord- eller planetarisk datauppsättning av detta slag, sade Nathaniel E. Putzig, en senior forskare vid Planetary Science Institute och medförfattare till "3-D Imaging of Mars' Polar Ice Caps using Orbital Radar Data" som visas i ett speciellt avsnitt om fjärranalys i januarinumret av "The Leading Edge".

"Det är glädjande att så tydligt se strukturer i SHARAD-volymerna som det tog åratal av ansträngningar att karakterisera med enkelomloppsprofilerna, " sade Putzig. "Jag är spänd på vad vi kommer att lära oss av nyligen avslöjade funktioner som de troliga nedslagskratrarna."

"Detta arbete lägger bokstavligen en annan dimension till SHARAD-data utöver vad som varit tillgängligt för planetforskare tidigare, ", sa Frederick J. Foss från Freestyle Analytical &Quantitative Services och huvudförfattare på tidningen. "Medan 3D-seismisk och markpenetrerande radar har blivit rutinverktyg i terrestra geofysisk utforskning, vår 3D-behandling av SHARAD-data är den första i planetarisk geofysisk utforskning. De 3D-avbildade SHARAD-volymerna förbättrar avsevärt detekterbarheten och tolkningsbarheten av funktioner inom Mars polära iskappor."

Skiktning som ses vid ytan av Mars polarmössor har studerats i årtionden. Det har länge ansetts representera ett rekord av klimatförändringar på den planeten. De inre strukturerna av mössorna förblev ett mysterium fram till ankomsten av radarekolod till Mars under det senaste decenniet.

Tidigare, många viktiga upptäckter gjordes genom analys av data från samlingar av SHARAD-profiler med en omloppsbana trots deras inneboende begränsningar. 3D-dataprodukter finns nu för nästan hela volymen av polar-cap interiörer.

En tidig version av den nordpolära 3-D-volymen hjälpte till att bedöma mängden vattenis som överfördes till polarlocken under den senaste reträtten från en istid på mars. Första titt på den sydpolära 3D-volymen indikerar att tidigare kartlagda avlagringar av koldioxidis är något större än vad som rapporterats. I båda polära 3D-volymerna, kända nedslagskratrar i och nära polarlocken som är delvis fyllda med is har distinkta skålformade signaturer i radardata, och liknande signaturer finns på andra ställen inom polarisarna men utan något ytuttryck. Huruvida de senare strukturerna verkligen är nedslagskratrar återstår att fastställa.

Åldersuppskattningar av planetariska ytor i hela solsystemet bygger på statistiska data för nedslagskratrar på månens yta kalibrerade till radiometriskt daterade prover som returnerades under Apollo-programmet. Denna metod har använts för att uppskatta ytåldern på Mars polarmössor, men uppskattningar för själva mössornas åldrar har varit tvungna att förlita sig på numeriska modeller av tidigare klimatförändringar.

Om ett tillräckligt antal av de skålformade egenskaperna som finns i radarvolymerna visar sig vara nedslagskratrar, forskare kommer att kunna bedöma åldern på polarmössan med enbart kraterstatistik. I vilken utsträckning åldersuppskattningar från denna nya volymetriska metod överensstämmer eller inte stämmer överens med dem från klimatmodeller kommer att ha viktiga konsekvenser för noggrannheten av dessa dateringstekniker.