Afbeelding tegoed: UA
De spiraalvormige dalen van de poolkappen van Mars worden de meest raadselachtige landvormen in het zonnestelsel genoemd. De diepe kloven die uit de Noord- en Zuidpool van Red Planet komen, beslaan honderden kilometers. Geen enkele andere planeet heeft zulke structuren.
Een nieuw model van trogvorming suggereert dat alleen verwarming en koeling voldoende zijn om de ongebruikelijke patronen te vormen. Eerdere verklaringen waren gericht op afwisselende smelt- en hervriescycli, maar vereisten ook wind of verschuivende ijskappen.
"Ik paste specifieke parameters toe die geschikt waren voor Mars en daaruit kwamen spiralen die niet alleen spiralen waren, maar spiralen die precies de vorm hadden die we op Mars zien." zei Jon Pelletier, een assistent-professor geowetenschappen aan de Universiteit van Arizona in Tucson. "Ze hadden de juiste afstand, ze hadden de juiste kromming, ze hadden de juiste relatie met elkaar."
Zijn rapport, "Hoe ontstaan spiraalvormige troggen op Mars?", Is gepubliceerd in het aprilnummer van het tijdschrift Geology. Een van zijn computersimulaties van de troggen siert de omslag.
Hoe de ijzige kloven gevormd in een spiraal wetenschappers in verwarring hebben gebracht sinds het patroon voor het eerst werd opgemerkt door het Viking-ruimtevaartuig in 1976.
Pelletier, een geomorfoloog die landvormen op aarde bestudeert, zoals zandduinen en riviergeulen, heeft een voorliefde voor natuurlijke patronen die regelmatig van elkaar verwijderd zijn.
Spiralen passen precies, en terwijl hij een boek over wiskundige patronen in de biologie doorlas, werd hij getroffen door de spiraalvorm gevormd door slijmzwammen. Hij vroeg zich af of de wiskundige vergelijking die beschreef hoe de slijmzwam groeide, ook kon worden toegepast op geologische processen.
'Er is een recept om spiralen te laten vormen', zei hij. Dus probeerde hij het uit met behulp van informatie die de situatie op Mars beschreef.
De temperaturen op Mars zijn het grootste deel van het jaar onder het vriespunt. Tijdens zeer korte periodes in de zomer worden de temperaturen op de poolkappen net hoog genoeg om het ijs een beetje te laten smelten, zei Pelletier.
Hij stelt voor dat gedurende die tijd scheuren of inkepingen in het ijsoppervlak die een steile kant richting de zon vormen, een beetje kunnen smelten, waardoor de scheur verdiept en groter wordt. Warmte van de zon verspreidt zich ook door het ijs.
Net zoals ijsblokjes verdampen in een vriezer, op Mars, verdampt het smeltende ijs in plaats van dat het vloeibaar water wordt.
De waterdamp, wanneer het de koude, schaduwrijke kant van de kleine kloof raakt, condenseert en bevriest. Dus de canyon breidt zich uit en verdiept omdat de ene kant af en toe wordt verwarmd terwijl de andere kant altijd koud blijft.
“De omgevingstemperaturen op Mars zijn precies goed om dit formulier te creëren. En dat geldt nergens anders in het zonnestelsel '', zei hij. "De spiralen zijn gemaakt omdat het smelten op een bepaalde plaats is gericht."
Pelletier zei dat het differentieel smelten en opnieuw invriezen de sleutel is tot de vorming van de spiraalvormige troggen van Mars.
Dus zette hij wiskundige beschrijvingen van de verwarmings- en koelcycli in de spiraalgenererende vergelijking en voerde computersimulaties uit om te voorspellen wat er over duizenden van dergelijke cycli zou gebeuren. Hij nam wind of beweging van poolkappen niet op in zijn model.
De computer heeft patronen gemaakt die overeenkomen met wat er op Mars wordt gezien, zelfs tot aan de onvolkomenheden in de spiralen.
"Het model dat ik heb, voorspelt de afstand tussen deze dingen, hoe ze gebogen zijn en hoe ze in de loop van de tijd evolueren om een spiraalfunctie te creëren", zei hij.
“Veel planetaire wetenschappen gaan over het maken van weloverwogen gissingen over de beelden die we zien. We kunnen daar niet heen, we kunnen geen veldexperimenten doen '', zei hij. "De ontwikkeling van numerieke modellen geeft sterke suggesties over wat essentieel is om de vorm die we zien te creëren", en stelt wetenschappers in staat hun veronderstellingen te testen, zei hij.
Oorspronkelijke bron: UA News Release
