Dammig snö grävd upp av NASA:s Phoenix Mars Lander, några centimeter under ytan. Den blå rutan representerar is och den röda rutan representerar jord. Kredit:NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University.
Under de senaste två decennierna, Forskare har hittat is på många platser på Mars. Den mesta isen från Mars har observerats från satelliter i omloppsbana som NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter. Men att bestämma isens kornstorlek och dammhalt från det långt ovanför ytan är utmanande. Och dessa aspekter av isen är avgörande för att hjälpa forskare att avgöra hur gammal isen är och hur den avsattes.
Så planetforskarna Aditya Khuller och Philip Christensen från Arizona State University, med Stephen Warren, en jordis- och snöexpert från University of Washington, utvecklat ett nytt tillvägagångssätt för att avgöra hur dammig Mars is verkligen är.
Genom att kombinera data från NASA:s Phoenix Mars Lander och Mars Reconnaissance Orbiter med datorsimuleringar som används för att förutsäga ljusstyrkan på snö och glaciäris på jorden, de kunde framgångsrikt matcha ljusstyrkan hos Mars is och bestämma dess dammhalt. Deras resultat har nyligen publicerats i AGU:s Journal of Geophysical Research:Planeter .
Mars är en dammig planet, så mycket av dess is är också dammig och mycket mörkare än nysnö vi kan se på jorden. Ju dammigare isen är, ju mörkare och därmed varmare isen blir, vilket kan påverka både dess stabilitet och utveckling över tiden. Under vissa förutsättningar, detta kan också betyda att isen kan smälta på Mars.
Illustration av hur små mängder marsdamm kan sänka ljusstyrkan och ändra färgen på marssnön. De färgade linjerna i diagrammet (blå, röd, gul och violett) motsvarar hur små mängder damm minskar ljusstyrkan hos ren snö (representerad av en svart linje) mot ljusstyrkan hos rent Marsdamm (representerad av en grå linje). Den simulerade "färgen" för varje typ av snö/damm visas i de svarta rutorna. Lägg märke till hur färgen på snö med 0,1 % damm liknar färgen på rent damm, som också kan ses på Curiosity-rovern efter en dammstorm (höger) Kredit:NASA/JPL-Caltech/MSSS.
"Det finns en chans att denna dammiga och mörka is kan smälta några centimeter ner, ", sa Khuller. "Och allt flytande vatten under ytan som produceras från smältning kommer att skyddas från att avdunsta i Mars striga atmosfär av det överliggande istäcket."
Baserat på deras simuleringar, de förutspår att isen som grävts upp av Phoenix Mars Lander bildad av dammigt snöfall, någon gång under de senaste miljoner åren, liknande andra isavlagringar som tidigare hittats över Mars mittbreddgrader.
Is grävd upp av NASA:s Phoenix Mars Lander, några centimeter under ytan. De röda och blå rutorna anger platser för ljusstyrkemätningar som visas till höger. Blått representerar is och rött representerar jord. Kredit:NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University. Is- och jordmätningar från Blaney et al. (2009).
"Det är en allmän uppfattning att Mars har upplevt flera istider genom sin historia, och det ser ut som att isen som exponeras på mitten av Mars breddgrader är en rest av detta gamla dammiga snöfall, " sa Khuller.
För nästa steg, teamet hoppas kunna analysera isexponeringar på Mars ytterligare, bedöma om isen verkligen kunde smälta, och lär dig mer om Mars klimathistoria.
När snökorn växer och grovnar, mängden luft mellan kornen minskar och isen ser mörkare ut. Detta minskar antalet ljusreflektioner i isen och ökar sannolikheten för att ljuset absorberas av isen. När kornen blir större, ljusstyrkan minskar, och äldre snö, firn och glaciäris verkar mörkare än färsk, ren snö. Bilden till höger illustrerar hur luften i snön gradvis minskar för att bilda firen, och så småningom glaciäris. Kredit:Mattavelli (2016).
"Vi arbetar med att utveckla förbättrade datorsimuleringar av Mars is för att studera hur den utvecklas över tiden, och om det kan smälta och bilda flytande vatten, "Khuller sa. "Resultaten från denna studie kommer att vara en integrerad del av vårt arbete eftersom att veta hur mörk isen är direkt påverkar hur varmt det blir."
