Planeta Mars

Osady polarne, lód gruntowy i lodowce

Na każdym biegunie znajduje się stos drobno warstwowych osadów bogatych w lód i wodę o grubości około 3 km (2 mil) i zaledwie kilkudziesięciu milionów lat. Warstwy są odsłonięte na obrzeżach osadów oraz w dolinach spiralnie wychodzących z biegunów. Zimą osady pokrywane są szronem z dwutlenku węgla, ale latem są one narażone. Na biegunie północnym rozciągają się na południe do 80 ° szerokości geograficznej. Na biegunie południowym ich zasięg jest mniej wyraźnie określony, ale wydaje się, że rozciągają się dalej od bieguna niż na północy. Uważa się, że tworzenie się warstw wynika ze zmian proporcji pyłu i lodu, prawdopodobnie spowodowanych zmianami nachylenia osi obrotu (pochylenie). Przy dużych nachyleniach woda z lodu jest wypychana z biegunów, prawdopodobnie powodując całkowite zniknięcie resztkowych pokryw lodowych i osadzanie się lodu na niższych szerokościach geograficznych. Przy niskich nachyleniach czapy lodowo-wodne osiągają maksimum. Różnice w nachyleniu wpływają również na występowanie burz pyłowych i osadzanie się pyłu na biegunach. Złoża mają młody wiek, ponieważ wszystkie zgromadziły się od ostatniego okresu wysokiej ukośności, kiedy poprzednie osady zostały usunięte. Osobliwością osadów na biegunie północnym jest to, że są one otoczone i być może spoczywają na rozległym polu wydmowym bogatym w siarczanowy gips mineralny.

W obecnych warunkach, na szerokościach geograficznych wyższych niż 40 °, lód gruntowy jest trwale stabilny na głębokościach mniejszych niż 1 metr (3 stopy) pod powierzchnią, ponieważ temperatury nigdy nie przekraczają punktu zamarzania. Powyżej 60 ° szerokości lód jest wystarczająco płytki, aby można go było wykryć z orbity. Lód został również znaleziony tuż pod powierzchnią przez lądownik Phoenix o temperaturze 68 ° N. Na szerokościach wyższych niż 40 ° ostatnie kratery uderzeniowe wykopały powierzchnię na głębokości ponad 2 metrów, odsłaniając lód gruntowy. Istnieje również wiele cech powierzchni spowodowanych obecnością obfitego lodu gruntowego. Obejmują one wielokątnie pęknięty grunt podobny do tego występującego w ziemskich obszarach wiecznej zmarzliny i ogólne zmiękczenie terenu, prawdopodobnie spowodowane przez podbity lodem przepływ materiałów powierzchniowych. Uderzającą cechą pasm szerokości 40–60 ° wskazujących na lód jest obecność fartuchów gruzowych u podstawy najbardziej stromych zboczy. Wydaje się, że materiały zrzucane ze stoków spłynęły dziesiątki kilometrów od stoków, a radar penetrujący ziemię pokazuje, że fartuchy zawierają duże frakcje lodu.

W okresach dużej nierównomierności lód wypychany z biegunów gromadził się na powierzchni na niższych szerokościach geograficznych, być może tworząc lodowce. Modelowanie cyrkulacji atmosferycznej sugeruje, że preferowanymi miejscami akumulacji lodu w tych okresach są zachodnie stoki wulkanów Tharsis i północny wschód od basenu Hellas. Wszystkie te lokalizacje są bogate w elementy przepływowe i morenowe ukształtowanie terenu, co sugeruje, że lodowce rzeczywiście były wcześniej obecne.

Instrument radarowy na pokładzie statku kosmicznego Mars Express wykrył możliwe jezioro ciekłej wody pod lodową czapą południową. Ponieważ uważa się, że temperatura gruntu pod czapą polarną wynosi około -68 ° C (-90 ° F), woda w jeziorze musiałaby być wyjątkowo słona.

Region polarny obejmuje również największy obszar wydm na Marsie. Wydmy, które zajmują północną część równiny zwanej Vastitas Borealis, tworzą pas, który prawie całkowicie otacza pozostałą czapkę polarną. W niektórych miejscach można zaobserwować wzajemne przenikanie się piasku i sezonowego śniegu z dwutlenkiem węgla, co wskazuje, że wydmy są aktywne co najmniej w okresach sezonowych.