På Mars’s poler er der iskapper af is og støv med en lagdeling, der vidner om fortidens klimavariationer på Mars. Forskere fra KU har relateret lagene i iskappen på Mars’s nordpol til variationer i solindstråling på Mars, og dermed beregnet dens første daterede klimahistorie.

Iskapperne på Mars’s poler er kilometertykke og består af is og støv. Iskapperne har en lagdeling, som kan ses i skrænter og dalsider, og disse lag har været kendt i årtier, siden de første satellitbilleder kom fra Mars. Lagene menes at afspejle fortidens klimaændringer på Mars, på samme måde som Jordens klimahistorie kan aflæses fra målinger på iskerner fra iskapperne på Grønland og Antarktis.

Solindstrålingen på Mars har varieret voldsomt gennem tiden, især på grund af store svingninger i Mars’s hældning af rotationsaksen (inklination) og medført dramatiske klimavariationer på Mars. I en årrække har man forsøgt at påvise sammenhængen mellem solindstråling og lagdannelse ved at lede efter tegn på periodiske rækkefølger i de synlige lag, som kan ses i de øverste 500 meter. Periodiske signaler ville måske kunne føres tilbage til kendte svingninger i solindstrålingen, men det har hidtil været usikkert, om man kunne finde sammenhængen mellem variationer i solindstrålingen og lagene.

Sammenhæng mellem is, støv og sol
"Her er vi gået en helt anden vej. Vi har opstillet en model for, hvordan lagene opbygges baseret på grundlæggende fysiske processer, som udviser en sammenhæng mellem is og støvaflejringen og solindstrålingen", fortæller Christine Hvidberg, der forsker i isfysik i Center for Is og Klima på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Hun forklarer, at i modellen er lagdannelsen styret af solindstrålingen, og de støvrige lag kan dannes ved to processer:

1. Øget fordampning af is om sommeren ved høj inklination (når rotationsaksen vipper ned) og
2. Variationer i støvaflejring som følge af svingningerne i inklinationen. Modellen er enkel, men fysisk sandsynlig, og den kan bruges til at undersøge sammenhængen mellem klimavariationer og lagdannelse.

Forskerne fastsatte et sæt rammer for modellen, som kunne forklare lagdannelsen, så den stemte overens med observationerne. Ved at sammenligne modellens lagdeling med nøjagtige opmålinger af lagstrukturen fra satellitbilleder i høj opløsning af iskappen ved Mars’s nordpol har de fundet ud af, at modellen er i stand til at genskabe de komplicerede rækkefølger i lagene.

Klimahistorie gennem 1 mio. år
"Modellen daterer de øverste 500m af den nordlige iskappe på Mars til cirka 1 million år og med en gennemsnitlig aflejringshastighed af is og støv på 0,55 mm/år. Den sammenkæder de enkelte lag til maksimum i solindstrålingen og opstiller dermed en dateret klimahistorie for den nordlige pol på Mars gennem 1 million år" siger Christine Hvidberg.

Resultaterne er publiceret i det videnskabelige tidsskrift, Icarus.

Kilde: Niels Bohr Instituttet