In een nieuw artikel dat vandaag is gepubliceerd in de Proceedings van de National Academies of ScienceS ( PNAS ), planetaire geoloog Joe Levy, assistent-professor geologie aan de Colgate University, onthult een baanbrekende nieuwe analyse van de mysterieuze gletsjers van Mars.

Op aarde, gletsjers bedekten grote delen van de planeet tijdens de laatste ijstijd, die zijn hoogtepunt bereikte rond 20, 000 jaar geleden, voordat ze zich terugtrokken naar de palen en de rotsen achter zich lieten die ze achter zich aan duwden. Op Mars, echter, de gletsjers zijn nooit weggegaan, meer dan 300 miljoen jaar bevroren blijven op het koude oppervlak van de Rode Planeet, bedekt met puin. "Alle rotsen en zand die op dat ijs werden gedragen, zijn aan de oppervlakte gebleven, "zegt Levy. "Het is alsof je het ijs in een koeler onder al die sedimenten legt."

geologen, echter, hebben niet kunnen zeggen of al die gletsjers zijn gevormd tijdens één enorme ijstijd op Mars, of in meerdere afzonderlijke gebeurtenissen gedurende miljoenen jaren. Omdat ijstijden het gevolg zijn van een verschuiving in de kanteling van de as van een planeet (bekend als scheefstand), het beantwoorden van die vraag zou wetenschappers kunnen vertellen hoe de baan en het klimaat van Mars in de loop van de tijd zijn veranderd - en ook wat voor soort rotsen, gassen, of zelfs microben kunnen vastzitten in het ijs.

"Er zijn echt goede modellen voor de baanparameters van Mars voor de afgelopen 20 miljoen jaar, ", zegt Levy. "Daarna hebben de modellen de neiging om chaotisch te worden."

Levy bedacht een plan om de rotsen op het oppervlak van de gletsjers te onderzoeken als een natuurlijk experiment. Aangezien ze vermoedelijk in de loop van de tijd eroderen, een gestage progressie van grotere naar kleinere rotsen die bergafwaarts gaan, zou wijzen op een enkele, evenement in de lange ijstijd.

45 gletsjers kiezen om te onderzoeken, Levy verwierf hoge-resolutiebeelden verzameld door de Mars Reconnaissance Orbiter-satelliet en begon de grootte en het aantal rotsen te tellen. Met een resolutie van 25 centimeter per pixel, "Je kunt dingen zien zo groot als een eettafel, ' zegt Levy.

Zelfs bij die vergroting, echter, kunstmatige intelligentie kan niet nauwkeurig bepalen wat wel of geen rots is op ruwe gletsjeroppervlakken; dus riep Levy de hulp in van 10 Colgate-studenten gedurende twee zomers om zo'n 60 te tellen en te meten, 000 grote rotsen. "We deden een soort virtueel veldwerk, deze gletsjers op en af ​​lopen en de rotsblokken in kaart brengen, ' zegt Levy.

Levy raakte aanvankelijk in paniek toen, verre van een nette opeenvolging van keien qua grootte, de stenen maten leken willekeurig te worden verdeeld. "In feite, de keien vertelden ons een ander verhaal, ' zegt Levy. 'Het was niet hun grootte die ertoe deed; het was hoe ze werden gegroepeerd of geclusterd."

Omdat de rotsen door de gletsjers reisden, ze waren niet aan het eroderen, hij realiseerde. Tegelijkertijd, ze waren verdeeld in heldere banden van puin over het oppervlak van de gletsjers, het markeren van de grens van afzonderlijke en verschillende ijsstromen, gevormd toen Mars om zijn as schommelde.

Op basis van die gegevens, Levy heeft geconcludeerd dat Mars de afgelopen 300-800 miljoen jaar ergens tussen de zes en twintig afzonderlijke ijstijden heeft ondergaan. Die bevindingen verschijnen in PNAS , geschreven samen met zes huidige of voormalige Colgate-studenten; Colgate wiskundeprofessor Will Cipolli; en collega's van NASA, de Universiteit van Arizona, Fitchburg Staatsuniversiteit, en de Universiteit van Texas-Austin.

"Dit artikel is het eerste geologische bewijs van wat de baan en de helling van Mars al honderden miljoenen jaren hebben gedaan, "zegt Levy. De bevinding dat gletsjers in de loop van de tijd zijn gevormd, heeft implicaties voor planetaire geologie en zelfs ruimteverkenning, hij legt uit. "Deze gletsjers zijn kleine tijdcapsules, het vastleggen van snapshots van wat er in de atmosfeer van Mars rondwaaide, " zegt hij. "Nu weten we dat we toegang hebben tot honderden miljoenen jaren van de geschiedenis van Mars zonder diep door de korst te hoeven boren - we kunnen gewoon een wandeling langs het oppervlak maken."

Die geschiedenis omvat alle tekenen van leven die mogelijk aanwezig zijn uit het verre verleden van Mars. "Als er biomarkers rondwaaien, die komen ook vast te zitten in het ijs." eventuele ontdekkingsreizigers naar Mars die misschien afhankelijk zijn van het winnen van zoet water uit gletsjers om te overleven, moeten weten dat er zich in hen banden van rotsen bevinden die het boren gevaarlijk maken. Levy en zijn collega's zijn nu bezig met het in kaart brengen van de rest van de gletsjers op het oppervlak van Mars, hopend met de gegevens die ze hebben, kunstmatige intelligentie kunnen we nu trainen om het harde werk van het identificeren en tellen van rotsblokken over te nemen.

Dat zal ons een stap dichter bij een complete planetaire geschiedenis van de Rode Planeet brengen - inclusief de eeuwenoude vraag of Mars ooit leven had kunnen ondersteunen.

"Er is veel werk aan de winkel om de details van de klimaatgeschiedenis van Mars te achterhalen, " zegt Levy, "inclusief wanneer en waar het warm genoeg en nat genoeg was voor pekel en vloeibaar water."