Світлі відкладення льоду на дні невеликих кратерів біля північного полюса Марса з року в рік то розростаються, то відступають. Причину цих коливань планетологи знайшли, проаналізувавши орбітальні знімки за майже двадцять років. Обсяг льоду в кожному кратері здебільшого залежить від того, скільки сезонного інею лишається довкола кратера, а не від змін, спільних для всієї полярної шапки.
Десять марсіанських років
Планетологи простежили за 36 кратерами на північній залишковій полярній шапці, тобто на постійному шарі водяного льоду, що лишається відкритим улітку, коли сходить сезонний покрив із замерзлого вуглекислого газу. Найбільші мають до 300 м у діаметрі, а один із найкраще вивчених близько 57 м, тобто приблизно половину футбольного поля. З 2006 по 2025 рік камера високої роздільності (HiRISE) на апараті Mars Reconnaissance Orbiter зробила 228 знімків цих кратерів.
За цей час на Марсі минуло десять років, кожен з яких триває 687 земних діб. У 32 кратерах світлі відкладення змінювалися, здебільшого то зростаючи, то зменшуючись. Ще чотири лишилися такими самими, і чому, автори не пояснюють. Роботу опубліковано в рецензованому журналі Journal of Geophysical Research: Planets.
Навіщо стежити за кратерами
Північну шапку Марса утворюють шари водяного льоду з домішкою пилу, загальна товщина яких сягає кількох кілометрів. Планетологи давно припускають, що ці шари частково зберігають історію марсіанського клімату, як керни льоду на Землі. Щоб прочитати такий запис, треба знати, накопичує верхній шар лід зараз чи втрачає.
Попередні спостереження давали суперечливі відповіді. Одні дані вказували, що шапка втрачає лід, інші свідчили, що її поверхня зовсім молода й донедавна оновлювалася.
Лід на дні кратерів зовсім молодий, йому, ймовірно, не більше кількох тисяч років. За цей час його встигло накопичитися небагато. Тому навіть іній, що утворився або зник за одне літо, помітно змінює розміри цього льоду на дні кратера.
Роль сезонного інею
Коли довкола кратера лежало більше інею, відкладення всередині здебільшого теж зростало. А зі зменшенням інею воно відступало. У трьох чвертях випадків зміни всередині й зовні збігалися за напрямком.
Пояснення дає літній водяний цикл. На початку літа сонячне випромінювання переводить лід просто в пару, а наприкінці атмосфера охолоджується і пара знову осідає на поверхню. Іній при цьому вкриває і рівнину довкола кратера, і його дно. Якщо частина торішнього інею зберігається до кінця літа, на дні кратера додається новий шар льоду, а якщо ні, лід там тоншає.
Як пише Universe Today, нахил осі Марса коливається значно сильніше за земний, тож клімат планети загалом змінюється в ширших межах. Автори статті припускають, що шапка зараз майже в рівновазі й набирає приблизно стільки льоду, скільки втрачає.
Для тих, хто намагається прочитати кліматичний запис у шарах шапки, це важливе застереження. Окремий кратер не показує, набирає вся шапка лід чи втрачає. Щоб це з’ясувати, доведеться стежити за багатьма кратерами одночасно і щоразу враховувати, скільки інею лишилося довкола кожного.
Тіні й пил
У трьох кратерах картина була іншою. Іній довкола них і лід усередині щонайменше раз змінювалися у протилежних напрямках, тож тут на лід, імовірно, більше впливають умови в самому кратері. Які саме, поки невідомо. Автори припускають, що на затінених ділянках довше зберігається вуглекислотний іній, бо туди потрапляє менше сонячного випромінювання. Водяний іній осідає на нього зверху і може протриматися частину літа або все літо.
Після глобальної пилової бурі 2018 року відкладення частіше зменшувалися, але спостережень замало, щоб довести, що причина саме в бурі. Та сама буря вкрила пилом сонячні панелі марсохода Opportunity, і зв’язок з ним так і не відновили. Перевірити обидві гіпотези мають кліматичні моделі, які автори називають наступним кроком.
