Imagens tridimensionais de subsuperfície estão revelando estruturas dentro das calotas polares de Marte, incluindo camadas anteriormente obscurecidas, um volume maior de dióxido de carbono congelado contido na calota polar sul, e características em forma de tigela que podem ser crateras de impacto enterradas dentro de ambas as calotas polares. Esta informação ajudará os cientistas a entender melhor as mudanças climáticas em Marte e pode permitir que determinem a idade das calotas polares sem usar modelos climáticos. Os volumes de dados 3-D foram montados a partir de observações do Shallow Radar (SHARAD) a bordo do Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) da NASA durante mais de 2.000 passagens em órbita sobre cada pólo marciano.

"Aplicamos técnicas desenvolvidas pela indústria de uma maneira muito nova a um conjunto de dados marciano, produzindo volumes 3-D que são mais de 600 vezes maiores do que qualquer conjunto de dados terrestres ou planetários deste tipo, "disse Nathaniel E. Putzig, um cientista sênior do Planetary Science Institute e co-autor de "Imagem 3-D das calotas polares de Marte usando dados de radar orbital", que aparece em uma seção especial sobre sensoriamento remoto na edição de janeiro de "The Leading Edge".

"É gratificante ver tão claramente nas estruturas de volumes SHARAD que levaram anos de esforço para caracterizar com os perfis de órbita única, "Putzig disse." Estou animado com o que vamos aprender com as características recém-reveladas, como as prováveis ​​crateras de impacto.

"Este trabalho adiciona literalmente outra dimensão aos dados do SHARAD além do que estava disponível para cientistas planetários no passado, "disse Frederick J. Foss da Freestyle Analytical &Quantitative Services e principal autor do artigo." Embora a sísmica 3-D e o radar de penetração no solo tenham se tornado ferramentas de rotina na exploração geofísica terrestre, nosso tratamento 3-D dos dados SHARAD é o primeiro na exploração geofísica planetária. Os volumes do SHARAD com imagens 3-D aumentam significativamente a detectabilidade e a interpretabilidade das características das calotas polares de Marte. "

As camadas vistas na superfície das calotas polares de Marte têm sido estudadas há décadas. Há muito que se pensa que representa um registro das mudanças climáticas naquele planeta. As estruturas internas das tampas permaneceram um mistério até a chegada das sondas de radar a Marte na última década.

Anteriormente, muitas descobertas importantes foram feitas através da análise de dados de coleções de perfis de órbita única SHARAD, apesar de suas limitações inerentes. Produtos de dados 3-D agora existem para quase todo o volume de interiores de capas polares.

Uma versão inicial do volume 3-D do pólo norte ajudou a avaliar a quantidade de gelo de água transferido para as calotas polares no recuo mais recente de uma era glacial marciana. As primeiras análises do volume 3-D do pólo sul indicam que os depósitos previamente mapeados de gelo de dióxido de carbono são um pouco maiores do que o relatado. Em ambos os volumes polares 3-D, crateras de impacto conhecidas dentro e perto das calotas polares que são parcialmente preenchidas com gelo têm assinaturas em forma de tigela distintas nos dados do radar, e assinaturas semelhantes são encontradas em outros lugares dentro dos gelos polares, mas sem qualquer expressão superficial. Se as últimas estruturas são realmente crateras de impacto ainda está para ser determinado.

As estimativas de idade das superfícies planetárias em todo o Sistema Solar dependem de dados estatísticos para crateras de impacto na superfície da Lua calibradas para amostras datadas radiometricamente retornadas durante o programa Apollo. Este método foi usado para estimar as idades da superfície das calotas polares de Marte, mas as estimativas para a idade das próprias tampas tiveram que se basear em modelos numéricos de mudanças climáticas anteriores.

Se um número suficiente de recursos em forma de tigela encontrados nos volumes do radar forem mostrados como crateras de impacto, os cientistas serão capazes de avaliar a idade das calotas polares usando apenas estatísticas de crateras. A extensão em que as estimativas de idade deste novo método volumétrico concordam ou discordam das dos modelos climáticos terá implicações importantes para a precisão dessas técnicas de datação.