Jäätikkömäiset muodostumat Moreux-kraatterin ja Protonilus Mensaen alueella

• Main Author: Mustonen, J. (Juha)
• Format: Dissertation
• Language: Finnish
• Published: University of Oulu 2015
• Subjects: Astronomy
• Online Access: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201504021200; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:fi:oulu-201504021200

Pro Gradu-tutkielmassa kartoitetaan Marsin Protonilus Mensaen ja Moreux-kraatterin alueelta löytyviä jäätikkömäisiä kohteita. Alue sijaitsee Marsin dikotomiarajalla, joka sisältää runsaasti merkkejä amatsoonisella aikakaudella tapahtuneesta jäätiköitymisestä. Protonilus Mensaen alueelta tehdyissä aiemmissa tutkimuksissa on löydetty paljon merkkejä jäätä sisältävistä laattamaisista LDA-muodostumista ja laaksojen pohjia täyttävistä LVF-muodostumista [Squyres 1978, 1979] ja [Levy et al. 2010]. Kyseistä aluetta ei ole kuitenkaan aiemmin kartoitettu laaja-alaisesti uuden sukupolven avaruusluotaimien tuottamaa kuvamateriaalia hyödyntäen. Tämän työn päämääränä on ollut kartoittaa Protonilus Mensaen alue uuden sukupolven Mars Global Surveyor-, Mars Express-, Mars Reconnaissance Orbiter- ja Mars Odyssey-luotaimien tuottaman kuvamateriaalin avulla. Työssä on etsitty merkkejä mahdollisesti eri aikakausina toimineista jäätiköitymisprosesseista. Toisen mielenkiintoisen tutkimusaiheen muodostavat merkit veden virtauksesta alueella. Lisäksi tutkielmassa käydään läpi veden ja jään historiaa, koska niiden merkitys Marsin historiassa on koko ajan kasvanut. Tämän vuoksi on tärkeää käydä läpi, kuinka nykyinen käsityksemme Marsin vedestä on muodostunut. Tämän tutkielman myötä lukija saa kattavan käsityksen Marsin veden historiasta sekä nykyhetkestä. Tutkimuksen aineistona käytetään erityisesti Mars Odyssey-luotaimen Mola-instrumentin tuottamaa topografiatietoja sekä muiden luotaimien CTX-, HiRISE- ja HRSC-kameroiden tuottamaa kuvamateriaalia. Mars Reconnaissance Orbiter-luotaimen CTX-kameran tarkat ja hyvälaatuiset kuvat ovat toimineet kartoituksen pohjamateriaalina. CTX-instrumentin avulla Protonilus Mensaen aluetta voidaan tutkia noin kuuden metrin resoluutiolla. HiRISE- ja HRSC-kameroiden tarkempia ja yksityiskohtaisempia kuvia on käytetty alueilta, joista niitä on ollut saatavilla. Topografiatiedon avulla on mahdollista ymmärtää alueen jäätikkömäisten muodostumien liikettä sekä merkkejä veden virtauksesta. Tutkielman historiaosuudessa on käytetty hyväksi aiempien tutkimusryhmien tuloksia 1970-luvulta 2010-luvulle. Kartoituksessa pääasiallisena työkaluna on käytetty ArcGis-kartoitusohjelmaa, jonka avulla voidaan kartoittaa tehokkaasti laajoja alueita. Pienempiä alueita kartoitettaessa on käytetty myös Photoshop-kuvankäsittelyohjelmaa. Kartoituksessa Marsin Protonilus Mensaen alueelta löytyi paljon jäätikkömäisiä muodostumia. Laattamaiset LDA-muodostumat keskittyvät sirpaloituneelle ylänköalueelle ja Moreux-kraatterin keskuskohouman ympärille. Protonilus Mensae-alueen vuorien ympärille on muodostunut vaihtelevan kokoisia LDA-muodostumia. Tutkitulta alueelta löydetyt LVF-muodostumat keskittyvät sirpaloituneen ylänköalueen laaksoihin ja noaakkisella ylänköalueella vanhoihin virtausuomiin. Kraattereiden täytteitä eli CCF-muodostumia löytyy jokaisen kraatterin pohjalta. Noaakkiselta ylänköalueelta löydettiin yksi muinainen kraatterijärvi, josta on lähtenyt uoma kohti alempana sijaitsevia alueita. Jäätikkömäiset muodostumat ovat sijoittuneet topografisesti usean kilometrin skaalalle. Merkkejä jään sublimoitumisesta löytyy jokaisesta Protonilus Mensaen geologisesta yksiköstä. Tehdyn Pro gradu-tutkielman pohjalta voidaan todeta, että Moreux-kraatterin ympäristö ja Protonilus Mensae-alue on kokenut merkittävän jäätiköitymisjakson myöhäisellä amatsoonisella aikakaudella. Yhteneviin tuloksiin ovat päätyneet useat dikotomiaraja-aluetta tutkineet työryhmät [Baker et al, 2010]; [Kress and Head, 2008]; [Morgan et al, 2009]. Jäätikkömäisten muodostumien ajoittaminen kraatterilaskujen perusteella on epävarmaa, koska Marsin olosuhteet voivat muuttua merkittävästi suhteellisen lyhyessä ajassa. Olosuhteiden muutokset vaikuttavat jään säilymiseen sekä sen kykyyn edetä. Edellä mainitut tekivät vaikuttavat siten, että kraattereiden tuhoutumisnopeus voi vaihdella merkittävästi. Protonilus Mensaen alueella on tapahtunut ainakin kaksi eri jäätiköitymisjaksoa. Laajempi jäätiköityminen on synnyttänyt puhkaisun Moreux-kraatteriin. Puhkaisun aiheuttaneet LDA- ja LVF-muodostumat ovat pahasti erodoituneet. Myöhäisempi jäätiköityminen ei ole edennyt yhtä pitkälle. Laajempi jäätiköitymisjakso on voinut esiintyä samoihin aikoihin kuin hespeerisen ajan suuret tulvat. Nestemäinen vesi on voinut olla merkittävä tekijä laajempien LDA- ja LVF-muodostumien synnyssä. Amatsoonisella aikakaudella tapahtunut jäätiköityminen on kuitenkin ollut paikallista ja jäätiköityminen on vaatinut juuri sopivat olosuhteet. Jäätä on kertynyt etenkin kraattereihin, vuorien rinteille ja laaksoihin. Alueelta läydetyt LDA-, LVF- ja CCF-muodostumat ovat hyvin samankaltaisia kuin muiltakin alueilta löytyneet vastaavat muodostumat. Niiden syntymekanismi on luultavasti ainakin osittain identtinen. Tutkittu alue on täynnä pieniä mielenkiintoisia jäätikkömäisiä muodostumia, joiden tutkimiseen tulevaisuudessa kannattaa panostaa. Erityisesti muinaisen kraatterijärven myöhäisen jäätiköitymisprosessin tutkiminen tarkemmin olisi hyvin mielenkiintoista. Sirpaloituneen ylängön LDA- ja LVF-muodostumien keskinäisten vuorovaikutusten tutkiminen vaatisi nykyistä tarkempaa topografia- ja kuvamateriaalia. Virtausalueelta löytynyt kuivunut allas tulisi kuvata tarkemmilla kameroilla, koska allas vaikuttaa olevan alueen viimeisin nestemäisen veden aiheuttama muodostuma.