Najnowsze analizy danych geomorfologicznych i radarowych rzucają nowe światło na historię hydrologiczną Czerwonej Planety. Opierając się na wysokiej rozdzielczości zobrazowaniach z sond Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) oraz Mars Express, naukowcy potwierdzili, że największe wulkany tarczowe w Układzie Słonecznym – wchodzące w skład wyniesienia Tharsis – były w przeszłości miejscem występowania masywnych systemów lodowcowych. Odkrycie to zmienia naszą wiedzę o marsjańskim cyklu wodnym i mechanizmach przetrwania lodu wodnego na niskich szerokościach geograficznych.
Wyniesienie Tharsis, zdominowane przez Olympus Mons oraz triadę Tharsis Montes (Arsia, Pavonis i Ascraeus Mons), od dawna stanowi przedmiot zainteresowania ze względu na swoją historię wulkaniczną. Jednak najnowsze badania wskazują, że te kolosalne struktury, sięgające nawet 25 km wysokości, pełniły również rolę potężnych pułapek klimatycznych. Specyficzna topografia i wysokość wulkanów wymuszały procesy orograficzne, które w okresach o wysokim nachyleniu osi obrotu planety sprzyjały intensywnej kondensacji lodu wodnego na ich zachodnich zboczach.
Dowody geomorfologiczne i sygnatury radarowe
Kluczowym dowodem na istnienie dawnych lodowców są specyficzne formy ukształtowania terenu, zidentyfikowane u podnóża wulkanów. Badacze wskazują na obecność rozległych moren czołowych i bocznych, a także tzw. lobowatych form rumoszowych (LDA). Formacje te, rozciągające się na setki kilometrów, wykazują cechy typowe dla ziemskich lodowców skalnych, gdzie lód jest chroniony przez grubą warstwę osadów.
Zastosowanie radaru podpowierzchniowego SHARAD (Shallow Radar) pozwoliło na zajrzenie pod dzisiejszą powierzchnię regolitu. Dane wskazują na istnienie reliktowych pokładów lodu wodnego, które wciąż mogą znajdować się pod warstwą pyłu. Sygnatury te są spójne z modelami przepływu lodowcowego, co sugeruje, że lodowce te nie były statycznymi czapami, lecz dynamicznymi systemami rzeźbiącymi powierzchnię Marsa przez miliony lat.
Mechanizm izolacji piroklastycznej
Jednym z najbardziej intrygujących aspektów badania jest wyjaśnienie, w jaki sposób lód zdołał przetrwać w regionach równikowych, gdzie teoretycznie powinien ulec sublimacji. Naukowcy wprowadzili koncepcję swoistego „izolacyjnego koca piroklastycznego”. Według tej teorii, popiół wulkaniczny oraz pył wyrzucany podczas erupcji wulkanicznych osadzał się bezpośrednio na powierzchni lodowców.
To właśnie ta warstwa materiału stworzyła barierę termiczną, która drastycznie spowolniła wymianę ciepła i sublimację lodu do rzadkiej marsjańskiej atmosfery. Dzięki temu procesowi, masywne pokłady lodu mogły przetrwać w stanie reliktowym nawet w okresach, gdy klimat Marsa stawał się suchy i nieprzyjazny dla stabilności wody na powierzchni.
Implikacje dla przyszłej eksploracji i astrobiologii
Zrozumienie przeszłej obecności lodowców na wulkanach Tharsis ma fundamentalne znaczenie dla planowania przyszłych misji załogowych. Potwierdzenie obecności lodu wodnego na niskich szerokościach geograficznych – nawet jeśli jest on pogrzebany pod metrami popiołu – otwiera drogę do wykorzystania zasobów in-situ (ISRU). Lód ten może służyć nie tylko jako źródło wody pitnej, ale również jako surowiec do produkcji paliwa rakietowego (tlenu i wodoru).
Z perspektywy astrobiologicznej, granica między gorącym podłożem wulkanicznym a zimnym lodowcem mogła w przeszłości tworzyć stabilne nisze hydrotermalne. Środowiska te, charakteryzujące się dostępem do ciekłej wody i energii chemicznej, są uznawane za jedne z najbardziej obiecujących miejsc w poszukiwaniu śladów dawnego życia drobnoustrojowego na Marsie.