I volumi radar sotterranei tridimensionali (3D) generati da migliaia di profili radar 2-D stanno rivelando nuove informazioni sulle regioni polari di Marte, inclusa una mappatura più accurata di CO2 e ghiaccio d'acqua, la scoperta di crateri da impatto sepolti, e nuovi dati di elevazione. Lo scienziato senior del PSI Nathaniel E. Putzig è l'autore principale del nuovo articolo di Icarus "Immagini radar tridimensionali di strutture e crateri nelle calotte polari marziane".

Queste informazioni aiuteranno gli scienziati a comprendere meglio i cambiamenti climatici marziani e potrebbero consentire loro di determinare l'età delle calotte polari senza utilizzare modelli climatici. I volumi di dati 3D sono stati assemblati dalle osservazioni dell'ecoscandaglio Shallow Radar (SHARAD) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) della NASA durante più di 2, 000 passa su ogni polo marziano.

"Un esempio è la mappatura più accurata dei depositi di ghiaccio di CO2 nel sud che ci consente di fornire un nuovo, stima più ampia del loro volume. La sublimazione di quel ghiaccio di CO2 nell'atmosfera - che si pensa sia avvenuta in vari momenti della storia di Marte - raddoppierebbe più del doppio dell'attuale pressione atmosferica, " ha detto Putzig. "Ciò a sua volta consentirebbe all'acqua liquida di essere stabile in superficie in molte più località di quanto non lo sia oggi".

Un tipo di caratteristica nelle calotte polari che non è mai stata rilevata o mappata con profili radar a orbita singola sono i crateri da impatto sepolti. "Nei volumi radar 3-D, possiamo identificare e mappare elementi a forma di ciotola che sembrano crateri da impatto sepolti, molti di loro alla base degli strati ghiacciati, " Putzig ha detto. "Per stimare l'età delle superfici planetarie, gli scienziati combinano le informazioni sul numero, dimensione, e distribuzione dei crateri e conoscenza dei tassi di craterizzazione nel tempo all'interno del Sistema Solare.

"La nostra analisi dei crateri apparenti alla base della calotta settentrionale fornisce un'età di circa 3,5 miliardi di anni, che è coerente con l'età precedentemente stimata per le pianure circostanti dalle statistiche sui crateri superficiali, Putzig ha detto. "Questo accordo globale ci dà maggiore fiducia nell'identificare i crateri sepolti mentre continuiamo a cercarli all'interno dei ghiacci e sotto la calotta meridionale".

"Il 3-D rende questo tipo di indagine molto più efficiente del nostro lavoro in passato, e alcune cose che prima erano impossibili ora vengono fatte rapidamente." ha detto il coautore e ricercatore PSI Isaac B. Smith. "Questo nuovo modo di utilizzare i dati radar ci evita di mappare faticosamente ogni caratteristica in migliaia di profili 2-D. Con i volumi 3D, possiamo vedere immediatamente cose che hanno richiesto mesi o anni per mappare con il set di dati 2-D."

Un'altra aggiunta che forniscono i volumi 3D è una maggiore copertura topografica dei poli. La sonda spaziale Mars Global Surveyor (MGS) ha fornito informazioni topografiche dal suo strumento Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) tra 86,95 gradi nord e sud, ma le latitudini più verso il polo di quella non erano ben misurate. Per i profili 2D, questi dati topografici aiutano a distinguere le riflessioni radar dalle caratteristiche della superficie su entrambi i lati della pista terrestre del veicolo spaziale dalle riflessioni del sottosuolo che arrivano allo stesso tempo. La precedente mancanza di dati topografici a latitudini polari molto elevate ha reso impossibile questo importante passo. Però, l'orbita MRO raggiunge latitudini di 87,45 gradi, e le riflessioni di superficie mappate nei volumi radar 3D su entrambi i cappucci ora forniscono dati di elevazione in queste zone di latitudine che coprono 28, 500 chilometri quadrati. Questi nuovi dati consentiranno modelli radar più accurati per le osservazioni polari.