Bildkredit: UA
De spirala truvorna från Mars: s polära iskappar har kallats de mest gåtfulla landformerna i solsystemet. De djupa kanjonerna som rullar ut från Röda Planets norra och södra poler täcker hundratals mil. Ingen annan planet har sådana strukturer.
En ny modell av trågbildning antyder att värme och kyla ensam är tillräckliga för att bilda de ovanliga mönstren. Tidigare förklaringar hade fokuserat på alternativa smältnings- och återfrysningscykler men krävde också vind eller skiftande iskapsel.
"Jag använde specifika parametrar som var lämpliga för Mars och utifrån kom spiraler som inte bara var spiraler, utan spiraler som hade exakt den form vi ser på Mars." sa Jon Pelletier, biträdande professor i geovetenskap vid University of Arizona i Tucson. "De hade rätt avstånd, de hade rätt krökning, de hade rätt förhållande till varandra."
Hans rapport, ”Hur bildas spiraltrog på Mars ?,” publiceras i aprilutgåvan av tidskriften Geology. En av hans datorsimuleringar av rännorna betraktar locket.
Hur de isiga kanjonerna som bildats i en spiral har förundrat forskare sedan mönstret först upptäcktes av Viking-rymdskeppet 1976.
Pelletier, en geomorfolog som studerar landformer på jorden som sanddyner och flodkanaler, har en förkärlek för naturliga mönster som regelbundet är åtskilda.
Spiraler passar räkningen, och medan han granskade en bok om matematiska mönster i biologi, blev han slagen av den spiralform som bildades av slimmformar. Han undrade om den matematiska ekvationen som beskrev hur slimformen växte också kunde tillämpas på geologiska processer.
"Det finns ett recept för att få spiraler att bildas," sade han. Så han testade det med hjälp av information som beskrev situationen på Mars.
Temperaturen på Mars är under frysning större delen av året. Under mycket korta perioder under sommaren blir temperaturen på polära iskappar tillräckligt höga för att låta isen smälta, sade Pelletier.
Han föreslår att sprickor eller snickor i isens yta som utgör en brant sida mot solen under den tiden kan smälta lite, fördjupa och bredda sprickan. Värme från solen diffunderar också genom isen.
Mycket som isbitar avdunstar i en frys på Mars, förångas smältande isen snarare än att bli flytande vatten.
Vattenångan, när den träffar den kalla, skuggiga sidan av den lilla kanjonen, kondenserar och fryser. Så kanjonen expanderar och fördjupas eftersom den ena sidan uppvärms ibland medan den andra sidan alltid förblir kallt.
”De omgivande temperaturerna på Mars är helt rätt att skapa denna form. Och det är inte sant någon annanstans i solsystemet, sade han. "Spiralerna skapas eftersom smältningen är fokuserad på en viss plats."
Pelletier sa att differentiell smältning och frysning är nyckeln till bildandet av Mars-spiraltrågar.
Så han satte matematiska beskrivningar av uppvärmnings- och kylcyklerna i den spiralgenererande ekvationen och körde datorsimuleringar för att förutsäga vad som skulle hända över tusentals sådana cykler. Han inkluderade inte vind eller rörelse av polära iskappar i sin modell.
Datorn skapade mönster som matchar det som ses på Mars, till och med till bristerna i spiralerna.
"Modellen jag har förutsäger avståndet mellan dessa saker, hur de är böjda och hur de utvecklas över tid för att skapa spiralfunktion," sade han.
”En hel del planetvetenskaper handlar om att göra utbildade gissningar om de bilder vi ser. Vi kan inte åka dit, vi kan inte göra fältexperimenter, sade han. "Utvecklingen av numeriska modeller ger starka förslag till vad som är viktigt för att skapa den form som vi ser," och tillåter forskare att testa sina antaganden, sade han.
Originalkälla: UA News Release
