Кіріспе

Марстың солтүстік жарты шарындағы жазық аймақ – Марстың ең үлкен жазық аймағы. Бұл планетаның солтүстік ендіктерінде орналасқан және солтүстік поляр аймағын қоршап тұрады. Vastitas Borealis көбінесе Марстың солтүстік жазықтары, солтүстік төмендіктері немесе Марстың солтүстік полярлық эргі деп аталады. Жазықтар планетаның орташа радиусынан 4–5 км төмен жатыр, ал Vastitas Borealis-тің шағын бөлігі 65°N-нен төменге жетеді. Бұл аймақты Евгений Антониади атады, ол өзінің «Марс планетасы» (1930) кітабында солтүстік жазықтардың ерекше альбедосын атап өткен. Атау 1973 жылы Халықаралық астрономиялық одақпен ресми түрде қабылданды. Ресми мойындалмаған нысан болғанымен, Солтүстік полярлық бассейн Марстың солтүстік жарты шарындағы төмендіктердің көп бөлігін құрайды. Осының салдарынан Vastitas Borealis Солтүстік полярлық бассейннің ішінде орналасқан, ал тағы бір үлкен бассейн – Utopia Planitia оған іргелес жатыр. Кейбір ғалымдар бұл жазықтар Марстың тарихының бір кезеңінде гипотетикалық мұхитпен жабылған болуы мүмкін деп болжайды және оның оңтүстік жиектері үшін шамамен жағалау сызықтары ұсынылған. Бүгінде бұл көлбеу жазықтарда қырлар, төменгі төбелер және сирек кратерлер кездеседі. Vastitas Borealis оңтүстіктегі ұқсас топографиялық аймақтарға қарағанда айтарлықтай тегіс. 2005 жылы Еуропалық ғарыш агенттігінің Mars Express ғарыш кемесі Vastitas Borealis аймағындағы кратерде су мұзының көп мөлшерін суретке түсірді. Бұл нысан орналасқан жердегі орта жағдайлары су мұзының тұрақты болуына мүмкіндік береді. Бұл тоңазытылған көмірқышқыл газының сублимациялануынан кейін, Солтүстік жарты шарда жаз басталғанда анықталды және Марс жыл бойы тұрақты болады деп есептеледі. НАСА-ның Phoenix зонды 2008 жылдың 25 мамырында (Марстың жазының басында) Vastitas Borealis аймағындағы Green Valley деп бейресми аталатын жерге қауіпсіз қонды. Зонд 68.218830°N 234.250778°E координаталарында қонды. Қозғалмайтын зонд суды анықтау және планетаның бұрын өмірге жарамды болған жағдайларын анықтау үшін топырақ үлгілерін жинап, талдады. Ол шамамен бес айдан кейін қысқы жағдайлар тым қатал болғанға дейін белсенді болды.

Жер бетінің

Викинг және Пафайндер қондырғылары барған жерлерден өзгеше, Феникс қондырғысы қонған Vastitas Borealis аймағындағы тау жыныстарының көбісі кішкентай. Камера көре алатын қашықтыққа дейін жер тегіс, бірақ көпбұрыштар түрінде келген. Көпбұрыштардың диаметрі 2–3 метр аралығында, ал оларды 20-дан 50 сантиметрге дейінгі тереңдіктегі ойыстармен шектелген. Мұндай пішіндер топырақтағы мұздың температураның күрт өзгеруіне байланысты пайда болады. Топырақтың беткі қабатында қатты қабық бар. Микроскоп топырақтың жалпақ (мүмкін, саз балшықтан) және дөңгелек бөлшектерден тұратынын көрсетті. Топырақ қазылғанда, ол жиырылып, бірігеді. Марстың басқа аймандарындағы басқа қондырғыштар көптеген толқындар мен құм төбелерін көргенімен, Феникстің айналасында толқындар мен құм төбелері көрінбейді. Мұз көпбұрыштардың ортасында, жер бетінен бірнеше сантиметр тереңдікте жатыр. Көпбұрыштардың жиегінде мұздың тереңдігі кем дегенде 8 дюймға жетеді. Мұз Марс атмосферасына ұшырағанда, бірте-бірте ыдырайды. Қыс мезгілінде бетке қар жиналады.

Жер бетінің химиясы

Феникс миссиясы аяқталғаннан кейін Science журналында жарияланған нәтижелерде хлорид, бикарбонат, магний, натрий, калий, кальций және мүмкін сульфаттар үлгілерде анықталды. pH мәні перхлоратқа (ClO4) дейін анықталды, ол күшті тотықтырғыш. Бұл маңызды жаңалық болды. Химиялық зат ракеталық отын ретінде және болашақ колонизаторлар үшін оттегі көзі ретінде қолданылуы мүмкін. Белгілі бір жағдайларда перхлорат тіршілікті тежеуі мүмкін; алайда кейбір микроорганизмдер бұл заттан энергия алады (анаэробтық тотығу арқылы). Сумен араласқанда, химиялық зат мұзды еріту үшін жолдарға тұз секілді, мұздың қату температурасын төмендетеді. Перхлорат суды күшті тартады, сондықтан ол ауадан ылғалды тартып, бүгінгі Марста аз мөлшерде сұйық судың пайда болуына себеп болуы мүмкін. Марстағы кейбір аймақтарда жиі кездесетін шатқалдар перхлораттың мұзды ерітіп, тік беткейлердегі топырақтың эрозиялануынан пайда болған болуы мүмкін. Екі тәжірибе топырақта 3–5% кальций карбонаты бар екенін көрсетті. Үлгі Термиялық және Газды Эволюциялық Анализаторында (TEGA) баяу қыздырылғанда, 725°C температурада шың пайда болды, бұл кальций карбонаты болған жағдайда болатын нәрсе. Екінші тәжірибеде қышқыл ылғалды химия зертханасында (WCL) топырақ үлгісіне қосылды, ал pH электрод pH өлшеді. pH 3,3-тен 7,7-ге көтерілгендіктен, кальций карбонаты бар деген қорытындыға келді. Кальций карбонаты топырақтың құрылымын өзгертеді, бөлшектерді байланыстырады. Топырақта кальций карбонатының болуы тіршілік формалары үшін қолайлы болуы мүмкін, өйткені ол қышқылдарды бейтараптандырады, тіршілікке қолайлы pH құрайды.

Үлгісі бар жер

Vastitas Borealis жерінің көп бөлігі өрнекті жермен жабылған. Кейде жердің пішіні көпбұрыштардан тұрады. Феникс қондырғысы көпбұрышты өрнекті жердің жақыннан түсірілген суреттерін ұсынды. Басқа жерлерде жер беті тізбектей орналасқан төмен үйінділермен жабылған. Кейбір ғалымдар мұндай ерекшеліктерді саусақ іздеріне ұқсас деп атады, себебі көптеген сызықтар адам саусағының іздерін еске түсіреді. Пішіні мен мөлшері жағынан ұқсас ерекшеліктер Антарктида сияқты жердегі перигляциалдық аймақтарда да кездеседі. Антарктидадағы көпбұрыштар маусымдық температура өзгерісіне байланысты топырақ пен мұз қоспасының қайта-қайта кеңеюі мен жиырылуы нәтижесінде пайда болады. Құрғақ топырақ жарықтарға түсіп, құм қиыршықтарын құрайды, бұл құбылысты күшейтеді. Бұл процестің нәтижесінде стресс жарықтарының көпбұрышты желісі қалыптасады.

Мұзды тазарту

Көктемде мұз бетінен жойылып, астыңғы қара топырақ көрінетін болғандықтан, әр түрлі пішіндер пайда болады. Сондай-ақ, кейбір жерлерде "өрмек" деп аталатын гейзер сияқты атылу арқылы шаң шығады. Егер жел соқса, бұл материал ұзын, қара жолақ немесе жайылма пішіндес түзеді.

Мұздықтар

Марстың кең аумақтарында мұздықтар байқалатын беттің көп бөлігін қалыптастырды. Жоғары ендіктегі аумақтың көп бөлігінде әлі де зор мөлшерде су мұзы бар деп саналады. 2010 жылдың наурыз айында ғалымдар Deuteronilus Mensae деп аталатын аймақтың радарлық зерттеу нәтижелерін жариялады, онда бірнеше метр тас-қиыршық астында мұздың кең таралған белгілері табылды. Бұл мұз, бұрынғы климат кезінде, полюстер көбірек еңкейгенде қар түрінде жиналған болуы мүмкін. Vastitas Borealis-тің кейбір нысандары төмендегі суреттерде көрсетілгендей, ежелгі мұздықтар деп есептеледі.

Қабаттар

Мұз қақпағының кейбір ашық жерлерінде көптеген қабаттар табылды. Олардың кейбіреулері төмендегі суретте көрсетілген.

Ауа райы

Феникс қондырғышы Маре Бореум аймағынан бірнеше ай бойы ауа райын бақылап тұрды. Желдің жылдамдығы сағатына 11-ден 58 шақырымға дейін ауытқып отырды. Көбінесе орташа жылдамдық сағатына 36 шақырымды құрады. Миссия барысында өлшенген ең жоғары температура -19,6°C, ал ең төменгі температура -97,7°C болды. Тозаң дауылдары байқалды. Феникс түсірген суреттерде қар жаудыратын циррус бұлттары көрінді. Бұл бұлттар атмосферада шамамен -65°C температурада пайда болғандықтан, олар көмірқышқыл газ мұзынан емес, су мұзынан тұрған болуы керек, себебі көмірқышқыл газ мұзының қалыптасу температурасы -120°C-тан төмен. Миссия нәтижесінде, осы аймақта жыл соңына қарай су мұзы (қар) жиналған деген қорытындыға келді.