Como la tierra Marte experimenta variaciones climáticas durante el transcurso de un año debido a la naturaleza inclinada de su órbita (también conocido como cambio estacional). Similar, estas variaciones de temperatura dan como resultado la interacción entre la atmósfera y los casquetes polares. En la tierra, Las variaciones estacionales de temperatura y precipitación hacen que la capa de hielo polar en un hemisferio crezca mientras que la capa de hielo en el otro hemisferio se contrae.

En Marte, sin embargo, las cosas funcionan un poco diferente. Además de la nieve que cae sobre los casquetes polares durante el invierno, los casquetes polares marcianos también reciben una gran cantidad de dióxido de carbono congelado ("hielo seco") además de nieve. Recientemente, un equipo internacional de científicos utilizó datos de la misión Mars Global Surveyor (MGS) de la NASA para medir cómo crecen y retroceden los casquetes polares del planeta. Sus resultados podrían proporcionar nuevos conocimientos sobre cómo varía el clima marciano debido al cambio estacional.

El estudio que describe sus hallazgos fue dirigido por Haifeng Xiao, asistente de investigación en el Instituto de Geodesia y Ciencias de la Geoinformación de la Universidad Técnica de Berlín. A él se unieron investigadores de la Universidad de Stanford, la Université Paris-Saclay, el Institut Universitaire de France, y el Instituto de Investigación Planetaria y el Instituto de Física Atmosférica del Centro Aeroespacial Alemán (DLR).

Lo que sabemos sobre los casquetes polares marcianos indica que están compuestos de tres partes. Primero, existe la capa de hielo residual (o permanente), que consiste en capas de hielo de agua de varios metros de espesor en el Polo Norte, y una capa de dióxido de carbono congelado de 8 metros (~ 10 pies) de espesor en el Polo Sur. Debajo están los depósitos polares en capas (PLD), que tienen de 2 a 3 km (mi) de espesor y están compuestos de agua helada y polvo.

El último es el casquete glaciar estacional, una capa de CO congelado ₂ depositado sobre los casquetes polares permanentes cada invierno. Por el bien de su estudio, Haifeng y sus colegas se centraron en los casquetes polares estacionales para revelar cómo se ven afectados por las variaciones en las temperaturas estacionales y la radiación solar, y cómo esto se asocia con las variaciones anuales en el clima de Marte. Como Haifeng le dijo a Universe Today por correo electrónico:

"Cada año marciano, aproximadamente el 30% del CO de la atmósfera ₂ La masa está en vivo intercambio con las superficies polares a través de la deposición / sublimación estacional. Las variaciones temporales de niveles y volúmenes de nieve / hielo asociadas con este proceso pueden imponer limitaciones cruciales al sistema climático de Marte y a los modelos de circulación volátiles.

"Además, la acumulación estacional del CO ₂ El hielo para formar estos casquetes polares estacionales puede verse afectado por tormentas de polvo, puntos fríos, vientos catabáticos y orográficos, y sombreado local. Por lo tanto, Las variabilidades a corto y largo plazo de los casquetes polares estacionales también podrían indicar las variabilidades del clima de Marte ".

Durante un año marciano, que dura más de 687 días terrestres (o 668,5 soles), Los cambios estacionales llevan a que el dióxido de carbono atmosférico migre del Polo Norte al Polo Sur (y viceversa). Estas acciones estacionales se encargan de transportar grandes cantidades de polvo y vapor de agua, lo que provoca heladas y la formación de grandes cirros visibles desde el espacio.

Este proceso de sublimación e intercambio entre los polos también es responsable de notables características geológicas en Marte, como el terreno araneiforme (también conocido como "arañas") cerca del Polo Sur y la forma en que los campos de dunas en los planos del norte se surcan con la llegada de las estaciones. Como explicó Haifeng, comprender la relación entre los casquetes polares estacionales y la formación de características geológicas en Marte podría conducir a una mejor comprensión del entorno marciano.

Durante las últimas dos décadas, Las mediciones de los casquetes polares se han realizado utilizando varios métodos:variación de la gravedad, neutrón, y flujo de rayos gamma, y ​​modelado en base a modelos de circulación general y balance energético. Para su estudio, Haifeng y sus colegas se basaron en los datos obtenidos por el instrumento Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) a bordo del MGS para obtener mediciones precisas de la altura y el volumen de los casquetes polares de Marte a lo largo del tiempo.

Esto consistió en reprocesar los registros de datos de experimentos de precisión de MOLA (PEDR), o las lecturas altimétricas individuales de MOLA, utilizando los últimos datos de órbita MGS disponibles y el modelo de rotación de Marte. Luego, ellos mismos registraron estos perfiles en un modelo de terreno digital (DTM) autoconsistente, que sirvió como una medida de superficie media estática para Marte. Como explicó Haifeng:

"Hemos propuesto y validado el co-registro de segmentos de perfil dinámicos locales del altímetro láser Mars Orbiter (MOLA) en modelos digitales de terreno (DTM) estáticos como un enfoque para obtener CO estacional. ₂ variaciones de la profundidad de la capa de hielo en Marte. Además, también hemos propuesto un procedimiento de corrección posterior basado en los pseudo cruces de perfiles MOLA para mejorar aún más la precisión de la serie temporal de variación de profundidad ".

El resultado de esto fue una serie de medidas de cambio de altura con una precisión de ~ 4,9 cm (1,93 pulgadas) y variaciones de altura de pico a pico de ~ 2,2 m (7,2 pies). El equipo también extendió estos resultados a todo el Polo Sur, que esperan cubrir con mayor detalle en otro estudio que se publicará próximamente. Haifeng y sus colegas también planean comparar sus resultados con los datos de altimetría de radar obtenidos por la sonda SHAllow RADar (SHARAD) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA.

"Como paso siguiente, Intentaremos la altimetría del radar SHARAD para validar de forma cruzada las mediciones del MOLA y derivar la evolución de la profundidad estacional a largo plazo de los casquetes polares estacionales de Marte. que también será importante para evaluar la estabilidad a largo plazo de los casquetes polares residuales marcianos subyacentes, especialmente el casquete polar del sur residual que se considera que está en un estado cuasi-estable, "dijo Haifeng.

Estas mediciones permitirán a los científicos planetarios aprender mucho más sobre el clima marciano y los cambios anuales que atraviesa. También ayudarán a preparar futuras misiones de exploración robótica y humana en el Planeta Rojo. que todavía se anticipan durante algún tiempo en la próxima década.