We zien bewijs op het oppervlak van Mars van een gewelddadig verleden: enorme vulkaanuitbarstingen, catastrofale overstromingen en een oppervlak vol kraters. Driedimensionale beelden van de HiRISE-camera op de Mars Reconnaissance Orbiter laten patronen zien in dikke stapels sedimentaire gesteentelagen, gevormd door een cyclisch klimaat dat waarschijnlijk is gebonden aan de slingering van Mars om zijn as.
Door verschillende afbeeldingen van de rotsformaties vanuit verschillende perspectieven te combineren, konden wetenschappers driedimensionale afbeeldingen produceren, evenals een dramatische flyby-film van de gelaagde sedimenten. Op basis van een patroon van lagen in lagen gevonden in een gebied genaamd Becquerel-krater, stellen de wetenschappers voor dat elke laag werd gevormd over een periode van ongeveer 100.000 jaar en dat deze lagen werden geproduceerd door cyclische klimaatveranderingen. De ontsluitingen zijn geërodeerd tot terpen op de vloeren van de kraters, waarbij veel van de gelaagde afzettingen een getrapte vorm hebben. Elke laag heeft exact dezelfde dikte.
Elke 10 van de "trap" -lagen worden gebundeld in een grotere eenheid, die het team, onder leiding van Kevin Lewis van het California Institute of Technology, berekent over een periode van een miljoen jaar, en Becquerel bevat 10 van deze bundels. Een miljoen jaar is even lang als de periodieke variaties in de helling van Mars, wat suggereert dat klimaatvariaties veroorzaakt door de tilt de gelaagdheid veroorzaakten. Elke bundel vertegenwoordigt dus klimaatprocessen terwijl de planeet kantelde. Deze kanteling koelde periodiek het equatoriale gebied en verwarmde de polen naarmate ze meer zonlicht ontvingen.
"Vanwege de schaal van de lagen zijn kleine variaties in de baan van Mars de beste kandidaat voor de impliciete klimaatveranderingen", zegt Kevin Lewis van het California Institute of Technology, die de studie leidde. "Dit zijn precies dezelfde veranderingen waarvan is aangetoond dat ze het tempo van ijstijden op aarde bepalen en ook kunnen leiden tot cyclische laagvorming van sedimenten."
De kanteling van de aarde om zijn as varieert tussen 22,1 en 24,5 graden over een periode van 41.000 jaar. De helling zelf is verantwoordelijk voor seizoensvariaties in het klimaat, omdat het deel van de aarde dat naar de zon is gekanteld - en dat gedurende een dag meer zonlichturen ontvangt - het hele jaar door geleidelijk verandert. Tijdens fases met een lagere helling zijn poolgebieden minder onderhevig aan seizoensvariaties, wat leidt tot ijstijden.
De helling van Mars varieert met tientallen graden over een cyclus van 100.000 jaar, wat nog meer dramatische variatie oplevert. Als de scheefstand laag is, zijn de polen de koudste plekken op aarde, terwijl de zon de hele tijd in de buurt van de evenaar staat. Hierdoor kunnen vluchtige stoffen in de atmosfeer, zoals water en kooldioxide, naar de polen migreren, waar ze als ijs zouden worden opgesloten.
"Het is gemakkelijk om voor de gek gehouden te worden zonder de topografie te kennen en de lagen in drie dimensies te meten", zegt Alfred McEwen van de Universiteit van Arizona, Tucson, hoofdonderzoeker van de camera en co-auteur van het artikel. "Met de stereo-informatie is het duidelijk dat deze lagen een herhalend patroon hebben."
Bronnen: JPL, Caltech
