Tredimensionella (3-D) underjordiska radarvolymer genererade från tusentals 2-D-radarprofiler avslöjar ny information om Mars polarområden, inklusive mer exakt kartläggning av CO2 och vattenisar, upptäckten av nedgrävda nedslagskratrar, och nya höjddata. PSI Senior Scientist Nathaniel E. Putzig är huvudförfattare till den nya Icarus-artikeln "Tredimensionell radaravbildning av strukturer och kratrar i Martian polar caps."

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) ekolod ombord på NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) under mer än 2, 000 passeringar över varje Mars-pol.

"Ett exempel är den mer exakta kartläggningen av CO2-isavlagringarna i söder som gör att vi kan tillhandahålla en ny, större uppskattning av deras volym. Sublimering av den CO2-isen i atmosfären – vilket man tror har inträffat vid olika tidpunkter i Mars historia – skulle mer än fördubbla det nuvarande atmosfärstrycket, ", sa Putzig. "Det i sin tur skulle tillåta flytande vatten att vara stabilt vid ytan på många fler platser än det är idag."

En typ av särdrag i polarmössorna som aldrig upptäcktes eller kartlades med radarprofiler i en omloppsbana är nedgrävda nedslagskratrar. "I 3D-radarvolymerna, vi kan identifiera och kartlägga skålformade särdrag som verkar vara nedgrävda nedslagskratrar, många av dem vid basen av de isiga lagren, " sa Putzig. "För att uppskatta åldern på planetytor, forskare kombinerar information om antalet, storlek, och spridning av kratrar och kunskap om kratringshastigheter över tid inom solsystemet.

"Vår analys av de skenbara kratrarna vid basen av den norra hatten ger en ålder på cirka 3,5 miljarder år, vilket överensstämmer med den tidigare uppskattade åldern för de omgivande slätterna från kraterstatistik över ytan, ", sade Putzig. "Denna övergripande överenskommelse ger oss större förtroende för att identifiera nedgrävda kratrar när vi fortsätter att söka efter dem inom isarna och under den södra hatten."

"3-D gör den här typen av utredning mycket effektivare än vårt arbete tidigare, och vissa saker som tidigare var omöjliga görs nu snabbt." sa medförfattaren och PSI-forskaren Isaac B. Smith. "Det här nya sättet att använda radardata räddar oss från att mödosamt kartlägga varje funktion i tusentals 2D-profiler. Med 3D-volymerna, vi kan se saker omedelbart som tog månader eller år att kartlägga med 2D-datauppsättningen."

Ett annat tillägg som 3D-volymerna ger är större topografisk täckning av polerna. Rymdfarkosten Mars Global Surveyor (MGS) tillhandahöll topografisk information från dess Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) instrument mellan 86,95 grader nord och söder, men breddgrader mer polare än så var inte väl uppmätta. För 2D-profiler, dessa topografiska data hjälper till att skilja radarreflektioner från ytegenskaper på vardera sidan av rymdfarkostens markspår från underjordiska reflektioner som anländer samtidigt. Den tidigare bristen på topografiska data på mycket höga polära breddgrader gjorde detta viktiga steg omöjligt. Dock, MRO-banan når breddgraderna 87,45 grader, och ytreflektioner som kartlagts i 3D-radarvolymerna över båda locken ger nu höjddata i dessa latitudzoner som täcker 28, 500 kvadratkilometer. Dessa nya data kommer att möjliggöra mer exakta radarmodeller för polära observationer.