આજે મંગળ ગ્રહને ઊંચા ભ્રમણકક્ષામાંથી જોનાર કોઈપણ વ્યક્તિ તેના ધ્રુવો પર બે મોટા સફેદ ટપકાં જોશે: તે ધ્રુવીય બરફના ઢગલા છે જે મુખ્યત્વે પાણીના બરફથી બનેલા છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO2) ની મોસમી કોરિયોગ્રાફી જે સહેલાઈથી સ્પષ્ટ નથી તે છેજે દરેક શિયાળામાં સૂકા બરફના સ્તરમાં ઘટ્ટ થાય છે અને વસંત અને ઉનાળામાં, ઉત્તેજિત થાય છે અને વાતાવરણમાં પાછું ફરે છે. આ આગળ-પાછળ ગતિ, તીવ્ર પવન અને ધૂળ સાથે મળીને, એક ધ્રુવીય લેન્ડસ્કેપ બનાવે છે જે મંગળ ગ્રહના ભૂસ્તરશાસ્ત્ર માટે આશ્ચર્યજનક રીતે ઝડપી દરે બદલાય છે.
કેપ્સ કેવી રીતે જીતાય છે અને કેવી રીતે હારે છે તે સમજવું એ જિજ્ઞાસા નથી: તે લાલ ગ્રહના વાતાવરણના પુનર્નિર્માણમાં એક મુખ્ય ભાગ છે.કેટલું પાણી ઉપલબ્ધ છે (અને ક્યાં) તેનું માપ કાઢવા અને તેના ભૂતકાળ અને સંભવિત રહેવાની ક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે. છેલ્લા બે દાયકામાં, રડાર, અલ્ટ્રા-હાઇ-રિઝોલ્યુશન કેમેરા અને ત્રિ-પરિમાણીય આબોહવા મોડેલોએ પરિસ્થિતિ બદલી નાખી છે: આજે આપણે જાણીએ છીએ કે બરફની નીચે સ્તરીય આબોહવા રેકોર્ડ છે, વિશાળ દટાયેલા ભંડાર અસ્તિત્વમાં છે, અને ખૂબ ઊંડાણમાં હાઇપરસેલિન પ્રવાહી પાણી પણ હોઈ શકે છે (અથવા રહ્યું છે), જોકે આ અર્થઘટન પાસે સંભવિત વિકલ્પો છે.
મંગળ ગ્રહના ધ્રુવીય બરફના ઢોળાવ કયા છે અને તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે?
મંગળ જાળવી રાખે છે બે કાયમી કેપ્સઉત્તર અને દક્ષિણ, મોટાભાગે પાણીના બરફથી બનેલા અને ઋતુના આધારે, સૂકા બરફથી ઢંકાયેલા. છાયાવાળા ગોળાર્ધમાં શિયાળા દરમિયાન, વાતાવરણનો 25% થી 30% ભાગ થીજી ગયેલા CO2 તરીકે જમા થાય છે.સૂર્યપ્રકાશ આવે ત્યારે ધૂળનો એક સ્તર બનાવે છે જે ઉત્કર્ષ દ્વારા હવામાં પાછો ઉગે છે. આ ચક્ર ધૂળ અને પાણીની વરાળનું પરિવહન કરે છે, હિમ અને સિરસ વાદળો ઉત્પન્ન કરે છે, અને ધોવાણ અને સંચયની ગતિ નક્કી કરે છે.
ધ્રુવો વચ્ચેની અસમપ્રમાણતા નોંધપાત્ર છે: ઉત્તરમાં, શિયાળામાં CO2 સ્તર લગભગ 1 મીટર જાડાઈ સુધી પહોંચે છે, જ્યારે દક્ષિણમાં 8 મીટરની નજીક સૂકા બરફનું શેષ આવરણ આખું વર્ષ રહે છેઉનાળામાં ઉત્તરીય બરફની ચાદરનો વ્યાસ લગભગ 1.000 કિમી હોય છે અને ગ્રીનલેન્ડના 2,85 મિલિયન કિમી³ ની સરખામણીમાં આશરે 1,6 મિલિયન કિમી³ પાણીનો બરફ સંગ્રહ કરે છે (જો તેને સમાન રીતે ફેલાવવામાં આવે તો સરેરાશ જાડાઈ લગભગ 2 કિમી જેટલી હોય છે). દક્ષિણમાં, બરફની ચાદરનો વ્યાસ આશરે 350-400 કિમી અને જાડાઈ લગભગ 3 કિમી છે, જેનો કુલ જથ્થો (બરફની ચાદર વત્તા નજીકના સ્તરોમાં જમા) પણ 1,6 મિલિયન કિમી³ હોવાનો અંદાજ છે.
બંને કેપ્સ સર્પાકાર ડિપ્રેશન, સાચા હેલિકલ ગ્રુવ્સ દર્શાવે છે જે, MRO ના SHARAD રડાર મુજબ, તેઓ પરિભ્રમણ દ્વારા સંચાલિત કટાબેટિક પવનો દ્વારા રચાય છે (કોરિઓલિસ અસર)તાજેતરના સંશોધનોએ નિદાનને સુધાર્યું છે: 80% ખાંચો પવન મિકેનિક્સ સાથે સુસંગત અસમપ્રમાણતા દર્શાવે છે, પરંતુ લગભગ 20% ખાંચોમાં અપેક્ષિત વાદળ આવરણ વિના લગભગ સપ્રમાણ "V" વિભાગો છે, જે વધારાની ધોવાણ પ્રક્રિયાઓ સૂચવે છે, જે સંભવતઃ 4-5 મિલિયન વર્ષો પહેલા આબોહવા પરિવર્તન સાથે જોડાયેલી છે જેણે પાણી ચક્ર, પવન અને વાદળોને બદલ્યા હતા.
આ મોર્ફોલોજિકલ વિવિધતા વાદળના આવરણમાં પણ પ્રતિબિંબિત થાય છે: સેંકડો ભ્રમણકક્ષાની છબીઓમાં ખાંચો સાથે ગોઠવાયેલા વાદળો ઓળખવામાં આવ્યા છે.ખાસ કરીને ધ્રુવની નજીક, પરંતુ એવા વિસ્તારો છે જ્યાં અનુકૂળ ભૂગોળ છે જ્યાં વાદળો સ્પષ્ટપણે ગેરહાજર છે. અર્થઘટન સ્પષ્ટ છે: બરફના ઢોળાવ એક જટિલ પ્રણાલી છે જ્યાં પવન, સૂર્યપ્રકાશ, સપાટીની ખરબચડીતા, ધૂળ અને ભૂગોળ એક જ નિયંત્રણ "એન્જિન" વિના ભેગા થાય છે.
ઉત્તરીય અને દક્ષિણ બરફના ઢોળાવ વચ્ચેનો તફાવત
ઉત્તરીય બરફ ટોપી દક્ષિણ બરફ ટોપી (૧,૦૦૦ મીટરની નજીકનો આધાર, ૩,૫૦૦ મીટર સુધીનો શિખર) કરતાં ઓછી ઊંચાઈ પર (પાયો -૫,૦૦૦ મીટર, છત -૨,૦૦૦ મીટર) સ્થિત છે. ઉનાળામાં ઓછી ઊંચાઈ અને થોડી ગરમી હોવાથી, ઉત્તરમાં મોસમી CO2 દર વર્ષે સંપૂર્ણપણે સબલિમિટેડ થાય છે.પાણીના બરફથી બનેલું શેષ બરફનું આવરણ છોડી દે છે. ઉનાળાના અંત અને પાનખરની શરૂઆતમાં, "ધ્રુવીય હૂડ" રચાય છે: વાદળનું આવરણ જે સૂકા બરફને અવક્ષેપિત કરે છે અને મોસમી સ્તરને જાડું બનાવે છે. ઉત્તરીય બરફનું આવરણ, ધ્રુવની આસપાસ એકદમ સપ્રમાણ, 60° ની નજીકના અક્ષાંશો સુધી વિસ્તરે છે અને ઉચ્ચ-રિઝોલ્યુશન છબીઓમાં "કોટેજ ચીઝ" જેવા ખાંચો, તિરાડો અને બમ્પ્સની રચના દર્શાવે છે (માર્સ ગ્લોબલ સર્વેયર).
ચસ્મા બોરેલે તેમાંથી પસાર થાય છે, એક વિશાળ ખીણ જે લગભગ 100 કિમી પહોળી અને 2 કિમી ઊંડી છે. બરફના ઢગલા નીચે રહેલા લેમિનેટેડ થાપણો આબોહવાની સ્મૃતિ છે., અને તેના રડાર રીડિંગથી સંશોધકોને સમયાંતરે મંગળ ગ્રહની ધરીના ઝોકમાં ફેરફાર સાથે પવન, ધૂળ અને બરફ કેવી રીતે બદલાય છે તે સમજવામાં મદદ મળી છે.
દક્ષિણ બરફનું આવરણ ઊંચાઈએ વધારે છે, ઠંડુ છે, અને ઉત્તરીય બરફથી વિપરીત, તેમાં સૂકા બરફનો બાકીનો ભાગ છે. તે ભૌગોલિક ધ્રુવ પર બરાબર કેન્દ્રિત નથી.આ વિચિત્રતા એક બાજુ પડેલા બરફમાં અસંતુલન દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે અને બીજી બાજુ, હેલ્લાસ બેસિન સંબંધિત પશ્ચિમ ગોળાર્ધમાં નીચા દબાણ પ્રણાલીથી પ્રભાવિત: જ્યાં વધુ બરફ પડે છે, ત્યાં આલ્બેડો વધારે હોય છે અને ઓછો સબલિમેટ થાય છે; જ્યાં વધુ ખરબચડું હિમ પ્રભુત્વ ધરાવે છે, ત્યાં વધુ ઊર્જા શોષાય છે અને એબ્લેશન વધે છે.
દક્ષિણ શેષ ટોપીની સપાટી "સ્વિસ ચીઝ" જેવી લાગે છે: મંગળ ગ્રહના વર્ષમાં ઘણા મીટર પાછળ ખસતા ગોળાકાર મેસા અને ડિપ્રેશન (સરેરાશ, લગભગ 3 મીટર, 8 મીટર સુધીના શિખરો સાથે). ઉનાળાનો સૂર્ય, ક્ષિતિજ ઉપર નીચા વર્તુળોને ટ્રેસ કરીને, ગોળાકાર દિવાલોને ફ્લોર કરતાં વધુ તીવ્રતાથી પ્રકાશિત કરે છે, જે પેરિફેરલ ધોવાણને મજબૂત બનાવે છે અને વધુ ગોળાકાર આકારની તરફેણ કરે છે. HiRISE એ દર્શાવ્યું છે કે આ ખાડાઓ 1 થી 10 મીટર જાડા CO2 સ્તરમાં ખુલે છે જે પાણીના બરફના ખૂબ મોટા સમૂહ પર આરામ કરે છે; ઢાળવાળી દિવાલો કિરણોત્સર્ગને કેન્દ્રિત કરે છે અને ઘટાડાને વેગ આપે છે.
ભારે મોસમી પ્રક્રિયાઓ: CO2, ગીઝર અને "કરોળિયા"
ઑસ્ટ્રેલિયાના શિયાળા દરમિયાન, બરફની ચાદરની નજીકના મોટા વિસ્તારો લગભગ 1 મીટર જાડા CO2 ના સ્લેબથી ઢંકાયેલા હોય છે. વસંતઋતુની શરૂઆતમાં, સૂર્ય તે અર્ધપારદર્શક સ્લેબ નીચે જમીનને ગરમ કરે છેઆ ગેસ એકઠો થાય છે, બરફની પ્લેટને ઉંચી કરે છે અને તેને ફ્રેક્ચર કરે છે. રેતી અથવા ઘેરા બેસાલ્ટિક ધૂળથી ભરેલા CO2 ના જેટ્સ મુક્ત થાય છે, જેનાથી સાચા ગીઝર બને છે જે દિવસો કે અઠવાડિયામાં "કરોળિયા" તરીકે ઓળખાતા બરફ પર રેડિયલ ચેનલ પેટર્ન દોરે છે.
સ્ટારબર્સ્ટ ચેનલો 500 મીટર પહોળાઈ અને એક મીટર ઊંડાઈથી વધુ હોઈ શકે છે. એક વ્યાપકપણે સ્વીકૃત મોડેલ સૂચવે છે કે સૂર્યપ્રકાશ બરફમાં જડાયેલા ધૂળના કણોને ગરમ કરે છેઆ બરફના સ્ફટિકો સ્થાનિક ગલન દ્વારા નીચે ઉતરે છે, તેમની પાછળ ગાબડા બનાવે છે અને બરફને વધુ હળવો કરે છે. કિરણોત્સર્ગ સ્લેબના ઘાટા પાયા સુધી વધુ અસરકારક રીતે પહોંચે છે, જે ગેસ ઉત્પન્ન કરે છે જે તિરાડો અને છિદ્રોમાં વહે છે અને સપાટી પર પહોંચે છે; બહાર કાઢવામાં આવેલ સામગ્રી પવન દ્વારા વહન કરાયેલા ઘેરા પંખા બનાવે છે. આગામી શિયાળાના આગમન સાથે, પ્રક્રિયા હિમના નવા સ્તર હેઠળ ફરીથી સેટ થાય છે.
સ્તરીકૃત સ્તરો, રડાર અને આબોહવા મેમરી
ધ્રુવીય સ્તરીય થાપણો (PLDs) બરફના સંચય અને વિસર્જનના ચક્રમાંથી ઉદ્ભવે છે, જે તોફાનો અને પવનોથી થતી ધૂળ સાથે આવે છે. પૃથ્વી પર વૃક્ષોના વલયો કે બરફના કોરની જેમતેઓ ભૂતકાળના વાતાવરણના સંકેતો સાચવે છે: સૂર્યપ્રકાશમાં ફેરફાર, ધૂળવાળા એપિસોડ્સ, અને ભીના કે સૂકા તબક્કાઓ. વધુમાં, બંને બરફના ટોપીઓ પવન પ્રવાહ અને સૌર દિશા દ્વારા નિયંત્રિત સ્ટ્રાઇશન્સ અને ખાંચો દર્શાવે છે; ઘાટા સપાટીઓ વધુ ઊર્જા શોષી લે છે અને ઘટાડાને વેગ આપે છે.
SHARAD રડારે PLDs ની અંદર વૈકલ્પિક ઉચ્ચ અને નીચું પ્રતિબિંબ ઝોન જાહેર કર્યા છે જે તે ઓબ્લીક્વિટી ભિન્નતા મોડેલો સાથે સંબંધિત છે (મંગળ ગ્રહની ધરીનો ઢાળ). ઉપરના, વધુ તાજેતરના, ખૂબ જ પ્રતિબિંબિત પ્રદેશો પ્રમાણમાં નાના ત્રાંસા ઓસિલેશનવાળા સમયગાળાને અનુરૂપ હોય તેવું લાગે છે; ધૂળવાળા સ્તરો ધૂળથી ભરેલા વાતાવરણ સાથે સંકળાયેલા છે.
જોકે, સ્તરોની તેજસ્વીતાનું અર્થઘટન કરવામાં સાવધાની રાખવી જરૂરી છે. HiRISE અવલોકનોએ દર્શાવ્યું કે સ્પષ્ટ વિરોધાભાસ તે સૌર ભૂમિતિ અને અવલોકનના ખૂણા પર ખૂબ આધાર રાખે છે., સપાટીની ખરબચડી અને તાજા હિમની હાજરીથી. HiRISE એ માર્સ ગ્લોબલ સર્વેયર દ્વારા જોયેલા સ્તરો કરતાં પાતળા સ્તરો શોધી કાઢ્યા ન હતા, પરંતુ તેણે વધુ આંતરિક વિગતો જાહેર કરી હતી.
SHARAD ના પડઘાને 3D મોડેલો સાથે જોડવાથી દટાયેલા ખાડાઓ મળી આવ્યા છે જે ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ક્રમને ડેટ કરવામાં મદદ કરે છે. ઉત્તર ધ્રુવ પર, રડાર માપન PLDs માં પાણીના બરફનું પ્રમાણ આશરે 821.000 km³ હોવાનો અંદાજ લગાવે છે. ગ્રીનલેન્ડના જથ્થાના લગભગ 30%અને, 2017 માં, ESA એ માર્સ એક્સપ્રેસ દ્વારા લેવામાં આવેલ ઉત્તરીય ટોપીનું એક મોટું મોઝેક પ્રકાશિત કર્યું જે ખાંચો અને સ્તરોની જટિલ સ્થાપત્યને પરિપ્રેક્ષ્યમાં મૂકે છે.
દટાયેલા CO2 અને મોટા દક્ષિણ હિમનદીઓ
દક્ષિણમાં, ત્રણ સ્તરીય પેકેજોમાં દટાયેલા ઘન CO2 ના મોટા ભંડાર ઓળખાયા છે, દરેક પેકેજ લગભગ 30 મીટર પાણીના બરફથી સીલ થયેલ છે જે તેના ઉત્કર્ષને અટકાવે છે. જો તે બધો CO2 વાતાવરણમાં છોડવામાં આવે, તો સપાટીનું દબાણ બમણું થઈ શકે છે.આ સ્તરો મંગળના ઇતિહાસમાં વાતાવરણીય પતન અને પુનર્નિર્માણના એપિસોડ સાથે જોડાયેલા હોય તેવું લાગે છે, જે ભ્રમણકક્ષાની વિવિધતાઓ સાથે ગાઢ રીતે જોડાયેલા છે.
દક્ષિણ ધ્રુવની આસપાસ ડોર્સા આર્જેન્ટીઆ રચના ફેલાયેલી છે, જે એસ્કર્સ (સબહિમશિલા નદીઓ દ્વારા જમા થયેલા કાંપના ઢગલા) નું વિશાળ ક્ષેત્ર છે જે અવશેષ માનવામાં આવે છે. એક વિશાળ બરફની ચાદર જે લગભગ 1,5 મિલિયન કિમી2 ને આવરી લે છેટેક્સાસ રાજ્ય કરતાં લગભગ બમણું કદ. દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં પ્રાચીન હિમનદીઓ અને ચેનલેડ બરફના પ્રવાહોના પુનર્નિર્માણ માટે તે એક મુખ્ય ભાગ છે.
બરફ નીચે પ્રવાહી પાણી: શોધ અને ચર્ચા
2018 માં, માર્સ એક્સપ્રેસ પર MARSIS રડારનું વિશ્લેષણ કરતી એક ટીમે દક્ષિણ ધ્રુવના સ્તરીકૃત થાપણોથી 1,5 કિમી નીચે, લગભગ 20 કિમી પહોળો, એક અત્યંત પ્રતિબિંબિત પ્રદેશનો અહેવાલ આપ્યો, જેને આ રીતે અર્થઘટન કરવામાં આવ્યું. હિમયુગના ઉપ-ખારા પાણીનું તળાવઆ શોધે સમગ્ર ક્ષેત્રને હચમચાવી નાખ્યું: જો પુષ્ટિ થાય, તો તે મંગળ પર મળી આવેલો પ્રવાહી પાણીનો પ્રથમ સ્થિર સમૂહ અને એક મુખ્ય ખગોળશાસ્ત્રીય લક્ષ્ય હશે.
જોકે, પછીના કાર્યમાં વધુ શાંત વિકલ્પ પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો છે: સ્થિર સ્મેક્ટાઇટ માટી (હાઇડ્રેટેડ એલ્યુમિનિયમ સિલિકેટ્સ) સમાન રડાર સિગ્નલોનું પુનઃઉત્પાદન કરી શકે છે. ક્રાયોજેનિક તાપમાને મોન્ટમોરિલોનાઇટ નમૂનાઓમાં ડાઇલેક્ટ્રિક પરવાનગીના પ્રયોગશાળા માપન આ તારણો MARSIS ના પડઘા સાથે સુસંગત છે, અને આપણે જાણીએ છીએ કે મંગળ પર સ્મેક્ટાઇટ્સ વિપુલ પ્રમાણમાં છે (લગભગ અડધા સપાટીને આવરી લે છે, દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વધુ સાંદ્રતા સાથે). શક્ય છે કે તેઓ 100 મિલિયન વર્ષો પહેલા પ્રવાહી પાણીમાંથી બન્યા હોય અને ત્યારબાદ બરફના ઢગલા નીચે દટાઈ ગયા હોય. વિજ્ઞાન તેનો માર્ગ ચાલુ રાખે છે: સ્પર્ધાત્મક પૂર્વધારણાઓ અને વધુ અવલોકનો આવવાના છે.
છુપાયેલ બરફ અને દટાયેલા ભંડાર
SHARAD રડારે પણ જાહેર કર્યું છે રેતી અને બરફનું આંતરસંકલન ઉત્તરીય બરફના ઢાંકણ હેઠળ ખૂબ ઊંડાણમાં ખૂબ જ ઉચ્ચ પાણીનું પ્રમાણ (90% સુધી પાણી) સાથે. જો તે બધો દટાયેલો બરફ ઓગળી જાય અને વિશ્વભરમાં ફેલાયતે મંગળ ગ્રહ પર ઓછામાં ઓછા 1,5 મીટર ઊંડે એક સ્તર બનાવશે. કેટલાક અભ્યાસો તેને બે બરફના ઢોળાવ પછી ગ્રહનો ત્રીજો સૌથી મોટો જળ ભંડાર માને છે. ગુરુત્વાકર્ષણ ડેટાનો ઉપયોગ કરીને સ્વતંત્ર વિશ્લેષણે તેના અસ્તિત્વને સમર્થન આપ્યું છે.
આ થાપણો ધ્રુવો અને મધ્ય-અક્ષાંશો વચ્ચે બરફના વિનિમયના ચક્ર સાથે બંધબેસે છે, જે તે પ્રદેશોમાં પહેલાથી જ પુષ્ટિ થયેલ દટાયેલા હિમનદીઓ સાથે જોડાય છે. બંને જૂથોની ઉંમર સમાન છે તે વ્યાપક આબોહવા તબક્કાઓ (ત્રાંસીતાને કારણે) તરફ નિર્દેશ કરે છે જેણે લાખો વર્ષોથી પાણીના બરફનું વ્યવસ્થિત રીતે પુનઃવિતરણ કર્યું.
પાણીનું સંતુલન અને વાતાવરણીય નુકસાન
દરેક મંગળ ગ્રહના શિયાળામાં, આશરે 3-4 ટ્રિલિયન ટન CO2 શ્યામ ગોળાર્ધના બરફના ટોપ પર થીજી જાય છે. વાતાવરણીય દળના ૧૨-૧૬% જેટલુંઆ પ્રોબ્સે મંગળના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં નાના ફેરફારો પણ માપ્યા છે જે આ મોસમી દળના "પમ્પિંગ" ને કારણે થાય છે.
સમગ્ર ઇતિહાસમાં પાણીના નુકસાનનું માપ કાઢવા માટે, ડ્યુટેરિયમ/હાઇડ્રોજન (D/H) ગુણોત્તર એક મહત્વપૂર્ણ સાધન છે. હાલના મંગળના પાણીમાં, ડ્યુટેરિયમમાં સંવર્ધન પૃથ્વી કરતાં ઘણું વધારે છે. (વરાળ અને ધ્રુવીય બરફ બંનેમાં માપવામાં આવે છે), જે દર્શાવે છે કે સૌર કિરણોત્સર્ગ દ્વારા ફોટોડિસોસિએશન પછી હાઇડ્રોજન પ્રાધાન્યરૂપે અવકાશમાં ખોવાઈ ગયું છે. તાજેતરના અભ્યાસોનો અંદાજ છે કે મંગળ ગ્રહે લગભગ 137 મીટર ઊંડા વૈશ્વિક મહાસાગર જેટલું વોલ્યુમ ગુમાવ્યું છે, જે સપાટીના લગભગ 20% ભાગને આવરી લેતો હતો (ખાસ કરીને નીચલા ઉત્તરીય ગોળાર્ધમાં, વાસ્તિટાસ બોરિયાલિસ પ્રદેશ અને નજીકના મેદાનોમાં).
ધ્રુવોની પેલે પાર પાણી છે. મંગળ ઓડિસી પર MONS મોનિટરમાંથી 18 વર્ષથી વધુ સમય માટે એકત્રિત કરાયેલા થર્મલ ન્યુટ્રોન ડેટા, મોટા વિસ્તારોમાં સપાટીના પહેલા બે મીટરમાં હાઇડ્રોજન દર્શાવે છે. અત્યંત છીછરા પર્માફ્રોસ્ટ સાથે સુસંગતવાઇકિંગ યુગના શાસ્ત્રીય અંદાજો પહેલાથી જ વિષુવવૃત્ત પર 3-5 કિમી જાડા અને ધ્રુવો તરફ 8 કિમીથી વધુ જાડા પર્માફ્રોસ્ટ સૂચવતા હતા, જોકે આ આંકડા અપનાવવામાં આવેલા મોડેલ પર આધાર રાખે છે.
MAVEN જેવા મિશન દ્વારા માપવામાં આવેલ વર્તમાન હાઇડ્રોજન એસ્કેપ તમામ પ્રાચીન સુકાઈ જવાને યોગ્ય ઠેરવવા માટે અપૂરતું છે, પરંતુ મંગળનું વાતાવરણ સ્થિર નથી.ઉચ્ચ-વફાદારી વૈશ્વિક આબોહવા મોડેલો (માર્સ-પીસીએમ) દર્શાવે છે કે ઉચ્ચ ત્રાંસીતાના સમયગાળા દરમિયાન (∵35° સુધી), ધ્રુવીય સૂર્યપ્રકાશ અને જળ ચક્રનો ઉત્સાહ વધે છે: વરાળ ઉચ્ચ સ્તરો સુધી પહોંચે છે, ફોટોડિસોસિએટ્સ થાય છે અને હાઇડ્રોજન વર્તમાન દર કરતા 20 ગણા વધુ દરે બહાર નીકળે છે. આ એપિસોડ, યુગોથી પુનરાવર્તિત, પ્રાચીન પાણીના નીચા અંદાજોની શ્રેણીમાં, લગભગ 80 મીટર જેટલા વૈશ્વિક જળ સ્તંભના નુકસાનને સમજાવી શકે છે.
ધૂળના તોફાનો બીજી પદ્ધતિ પૂરી પાડે છે: કન્વેક્ટિવ ટાવર્સ જે ભેજને 80 કિમીથી વધુ ઉંચો કરે છે મોટી ઘટનાઓ દરમિયાન, તે ફોટોડિસોસિએશન અને એસ્કેપને સરળ બનાવે છે. જોકે હાલમાં તેનું વાર્ષિક યોગદાન સામાન્ય લાગે છે, તે દર્શાવે છે કે પરિભ્રમણ અને ધૂળ સપાટી, વાતાવરણ અને અવકાશમાં પાણીના નુકસાનને કેવી રીતે જોડે છે.
પવન, વાદળો અને સર્પાકાર ચાસની ગતિશીલતા
બરફના ઢોળાવના "ઘડિયાળ" તેમના સર્પાકાર ખાંચોમાં પણ વાંચી શકાય છે. કોરિઓલિસ અસરને કારણે ઢોળાવ પરથી નીચે આવતા ઠંડા કટાબેટિક પવનો મોટા ભાગના ઢોળાવ પર અસમપ્રમાણ દિવાલો સાથે ખાઈઓ કોતરે છે. પરંતુ બધા "ચાટ" એકસરખી વાર્તા કહેતા નથીએક નોંધપાત્ર અપૂર્ણાંક સપ્રમાણ "V" આકાર અને સંકળાયેલ વાદળછાયાપણું દર્શાવે છે, જે ધોવાણના અન્ય સ્ત્રોતો (ઇન્સોલેશન, વિભેદક ગલન/ઉત્કર્ષણ, બરફના તાણમાં ફેરફાર) અને છેલ્લા કેટલાક મિલિયન વર્ષોની ચોક્કસ આબોહવાની સ્થિતિઓ પ્રત્યે વધુ સંવેદનશીલતા દર્શાવે છે.
લગભગ ૧૮ પૃથ્વી વર્ષોથી બરફના ઢગલા ઉપર વાદળોના ટ્રેકિંગથી સેંકડો એવા કિસ્સાઓ બહાર આવ્યા છે જેમાં વાદળો ચાસની સમાંતર હોય, ખાસ કરીને ધ્રુવીય કેન્દ્ર તરફ. જ્યાં પવનની ગતિશીલતાને કારણે વાદળોની અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે, ત્યાં તેઓ દેખાતા નથી.અન્ય ચલો (ખરબચડીપણું, વાતાવરણીય સ્થિરતા, ઉપલબ્ધ ભેજ) કદાચ ભૂમિકા ભજવે છે. આ અવકાશી અને સમય પરિવર્તનશીલતાને શું નિયંત્રિત કરે છે તે સમજવું એ પેલિયોક્લાઇમેટનું અર્થઘટન કરવા અને ભવિષ્યના નમૂના લેવાના વિસ્તારોને પ્રાથમિકતા આપવા માટે ચાવીરૂપ છે.
રસ ફક્ત શૈક્ષણિક નથી: જો માનવ મિશન માટે સુલભ પાણીની શોધ કરવામાં આવે, બરફના ઢોળાવની ધાર પરના સૌથી વધુ ધોવાણ થયેલા વિસ્તારો, પ્રાથમિક રીતે, શ્રેષ્ઠ શરત નથી.એક સમર્પિત રોવર ખાંચોની રચના, વાદળોની સૂક્ષ્મ ભૌતિકશાસ્ત્ર અને PLDs ની સ્તરીકરણને માપી શકે છે, જે રિમોટ સેન્સિંગ દ્વારા ખોલવામાં આવેલા ઘણા અજાણ્યા સ્થળોને બંધ કરે છે.
વિજ્ઞાન અને સંશોધન માટે અસરો
મંગળ પર પાણી ખૂબ જ અલગ અલગ સ્થિતિઓ અને સ્થળોએ કેન્દ્રિત છે: મોસમી CO2 શ્વસન સાથે પાણીના બરફના ઢગલા, વિશાળ દફનાવવામાં આવેલા અનામતો રેતીના સ્તરો નીચે, વ્યાપક છીછરા પર્માફ્રોસ્ટ, અને કદાચ દક્ષિણ ધ્રુવની નીચે હાયપરસેલિન પ્રવાહી પાણી (અથવા તેના રડાર હસ્તાક્ષરની નકલ કરતી માટી). આ વિતરણ ફક્ત ગ્રહના રહેવા યોગ્ય ભૂતકાળને જ નહીં પરંતુ ભવિષ્યના માનવ પાયાના લોજિસ્ટિક્સ અને રોબોટિક મિશનની ડિઝાઇનને પણ આકાર આપે છે.
કેટલાક આદિકાળના પાણી પોપડાના ખનિજોમાં "જમીન" થયેલું દેખાય છે: તેને કાઢવા માટે મોટા પ્રમાણમાં ખડકો ગરમ કરવાની જરૂર પડશે.ટૂંકા ગાળામાં આ અવ્યવહારુ છે. તેથી સુલભ (સપાટી અથવા છીછરા) બરફમાં રસ અને ભ્રમણકક્ષાની ભિન્નતા તેની ઉપલબ્ધતાને કેવી રીતે ફરીથી ગોઠવે છે તે સમજવામાં રસ છે. માર્સ એક્સપ્રેસ, MRO/SHARAD, અને MAVEN મિશન, રોવર્સ સાથે, પાયો નાખ્યો છે; આગામી દાયકાઓમાં વધુ ચોક્કસ સબસર્ફેસ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન, ધ્રુવીય ધરતીકંપ નેટવર્ક્સ અને, આશા છે કે, સ્તરીય થાપણ માટે પ્રથમ અભિયાનની જરૂર પડશે.
મંગળના ધ્રુવીય બરફના ઢોળાવ ટૂંકા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સમયરેખા પર એક જીવંત પ્રણાલી છે: તેઓ માપી શકાય તેવા દરે CO2 અને બરફ એકઠા કરે છે અને ગુમાવે છે, આલ્બેડો ટ્રિગર ફીડબેક લૂપ્સમાં થોડો ફેરફાર, પવન સર્પાકાર અને "સ્વિસ ચીઝ" બનાવે છેઅને રડાર સપાટી નીચે ઢગલાબંધ આબોહવા પુસ્તકાલયો દર્શાવે છે. મંગળનું પાણીનું સંતુલન ત્રાંસી, ધૂળ અને બરફના ભૌતિકશાસ્ત્રની શાહીમાં લખાયેલું છે; તેથી જ તેના બરફના ઢગલાનો અભ્યાસ કરવો એ ફક્ત ધ્રુવીય જિજ્ઞાસા નથી, પરંતુ મંગળ ક્યારે, કેવી રીતે અને ક્યાં ભીનું હતું, તેમાં હજુ પણ કેટલું પાણી છે અને તે વિજ્ઞાન અને માનવ સંશોધન માટે કઈ તકો પ્રદાન કરે છે તે સમજવાની ચાવી છે.
