Лёд северного полюса Марса оказался значительно чище, чем показывали прежние исследования. Новые расчёты снизили долю пыли в открытом поверхностном льду с 25% по массе до менее 3%. Это существенно меняет представление о структуре полярной шапки и помогает точнее восстанавливать климатическую историю планеты.
Учёные Пари Мохан и Адитья Кхуллер объединили спектральные наблюдения приборов OMEGA и CRISM с фотографиями посадочного аппарата Phoenix. Они разработали единую модель, учитывающую размер ледяных и пылевых частиц, отражательную способность поверхности и слоистое строение полярных отложений. Анализ охватил несколько участков севернее 65 градусов северной широты.
Расчёты показали, что открытый летом лёд в большинстве исследованных районов содержит менее 3% пыли по массе, максимально около 2,2%. В отдельных слоях загрязнённость снижается до 0,05–0,5%. Однако между относительно чистыми пластами встречаются богатые пылью прослойки с концентрацией десятков процентов.
Такая слоистая структура объясняет, почему прежние модели сильно завышали загрязнённость поверхности. Зимой на постоянную ледяную шапку оседает тонкий слой мелкого инея с пылью. С наступлением лета этот сезонный покров сублимирует, переходя прямо в газ, и на поверхность выходит более старый, крупнозернистый и значительно более чистый лёд. При этом меняется и яркость поверхности, что раньше можно было ошибочно интерпретировать как признак высокого содержания пыли.
Новые результаты лучше согласуются с радиолокационными измерениями километровой толщи северных полярных отложений. Радар давно указывал на сравнительно невысокую среднюю долю примесей во всей ледяной массе, в то время как некоторые спектральные модели давали гораздо более высокие оценки. Слоистое строение позволяет согласовать оба набора наблюдений.
Исследование опубликовано в журнале npj Space Exploration. Уточнённые параметры чистоты льда важны не только для оценки водных запасов у полюса, но и помогают улучшить модели энергетического баланса, устойчивости льда и климатической эволюции Марса.
