Le immagini tridimensionali del sottosuolo stanno rivelando strutture all'interno delle calotte polari marziane, compresa la stratificazione precedentemente oscurata, un volume maggiore di anidride carbonica congelata contenuta nella calotta polare sud, e caratteristiche a forma di ciotola che possono essere crateri da impatto sepolti all'interno di entrambe le calotte polari. 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 dello Shallow Radar (SHARAD) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) della NASA durante più di 2000 passaggi orbitali su ciascun polo marziano.

"Abbiamo applicato tecniche sviluppate nel settore in un modo molto nuovo a un set di dati marziano, producendo volumi 3D che sono ciascuno oltre 600 volte più grandi di qualsiasi set di dati terrestre o planetario di questo tipo, " ha detto Nathaniel E. Putzig, uno scienziato senior presso il Planetary Science Institute e coautore di "Immagini 3D delle calotte polari di Marte utilizzando dati radar orbitali" che appare in una sezione speciale sul telerilevamento nel numero di gennaio di "The Leading Edge".

"È gratificante vedere così chiaramente nei volumi SHARAD strutture che hanno richiesto anni di sforzi per caratterizzare con i profili a orbita singola, " Putzig ha detto. "Sono entusiasta di ciò che impareremo dalle caratteristiche recentemente rivelate come i probabili crateri da impatto".

"Questo lavoro aggiunge letteralmente un'altra dimensione ai dati SHARAD oltre a ciò che era disponibile per gli scienziati planetari in passato, " ha affermato Frederick J. Foss di Freestyle Analytical &Quantitative Services e autore principale dell'articolo. "Mentre il radar sismico 3-D e il georadar sono diventati strumenti di routine nell'esplorazione geofisica terrestre, il nostro trattamento 3-D dei dati SHARAD è il primo nell'esplorazione geofisica planetaria. I volumi SHARAD con immagini 3D migliorano significativamente la rilevabilità e l'interpretabilità delle caratteristiche all'interno delle calotte polari marziane".

La stratificazione osservata sulla superficie delle calotte polari marziane è stata studiata per decenni. È stato a lungo pensato per rappresentare una registrazione dei cambiamenti climatici su quel pianeta. Le strutture interne dei cappucci sono rimaste un mistero fino all'arrivo di ecoscandagli radar su Marte nell'ultimo decennio.

In precedenza, molte importanti scoperte sono state fatte attraverso l'analisi dei dati provenienti da raccolte di profili SHARAD a orbita singola nonostante i loro limiti intrinseci. I prodotti di dati 3D ora esistono per quasi l'intero volume degli interni della calotta polare.

Una prima versione del volume 3-D del polo nord ha aiutato a valutare la quantità di ghiaccio d'acqua trasferita alle calotte polari nel più recente ritiro da un'era glaciale marziana. I primi esami del volume 3-D del polo sud indicano che i depositi di ghiaccio di anidride carbonica precedentemente mappati sono leggermente più grandi di quanto riportato. In entrambi i volumi polari 3-D, i noti crateri da impatto dentro e vicino alle calotte polari parzialmente riempiti di ghiaccio hanno segni distintivi a forma di ciotola nei dati radar, e firme simili si trovano altrove all'interno dei ghiacci polari ma senza alcuna espressione superficiale. Resta da determinare se queste ultime strutture siano veramente dei crateri da impatto.

Le stime dell'età delle superfici planetarie in tutto il Sistema Solare si basano su dati statistici per i crateri da impatto sulla superficie della Luna calibrati su campioni datati radiometricamente restituiti durante il programma Apollo. Questo metodo è stato utilizzato per stimare l'età superficiale delle calotte polari marziane, ma le stime per l'età dei cappucci stessi hanno dovuto fare affidamento su modelli numerici dei cambiamenti climatici passati.

Se un numero sufficiente di elementi a forma di ciotola trovati nei volumi radar risulta essere crateri da impatto, gli scienziati saranno in grado di valutare l'età delle calotte polari utilizzando solo le statistiche sui crateri. La misura in cui le stime dell'età di questo nuovo metodo volumetrico concordano o non sono d'accordo con quelle dei modelli climatici avrà importanti implicazioni per l'accuratezza di queste tecniche di datazione.