• Mars, giljadrög, vatn
    Giljadrög á Mars. Mynd: NASA/JPL/University of Arizona

Giljadrög á Mars

Og hliðstæður á Jörðinni

Giljadrög (e. gullies) eru litlar og mjög unglegar rof- og setmyndanir sem finna má í bröttum fjallshlíðum eða gígbörmum á Mars, líkast til mynduð af fljótandi vatni. Reikistjörnufræðingarnir Michael Malin og Kenneth Edgett lýstu þeim fyrstir manna árið 2000 en þau fundust á myndum Mars Global Surveyor geimfars NASA[1]. Giljadrög veita sannfærandi sönnunargögn um að vatn hafi runnið á ákveðnum tímum á síðustu milljónum ára, jafnvel þótt umhverfisaðstæður á reikistjörnunni virðist ekki leyfa það. Giljadrög finnast aðeins á ákveðnum breiddargráðum á Mars. Samskonar myndanir eru algengar á Jörðinni.

1. Almennt um giljadrög

Mars, giljadrög, vatn
Dæmigerð giljadrög í gíg á suðurhveli Mars. Efst í giljadrögum er alla jafna hvilft sem mjókkar smátt og smátt í annan endann, sameinast einum eða fleiri farvegum sem liggja niður hlíðina og enda venjulega í skriðusvuntu. Svæðið er 1,3 km á breidd og 2 km að lengd. Mynd: NASA/JPL/Malin Space Science Systems

Jarðsaga Mars skiptist í þrjú skeið: Nóaskeiðið, Hespersskeiðið og Amazonsskeiðið. Amazonsskeiðið er yngst og hófst fyrir um 1,8 milljörðum ára. Á því skeiði varð loftslag Mars svipað því sem við sjáum í dag; kalt, þurrt og loftþrýstingur lágur. Líklega á þessi lýsing við um Mars í heild sinni en á síðasta áratug hafa mörg svonefnd giljadrög fundist sem veita sannfærandi sönnunargögn um að vatn hafi runnið á ákveðnum tímum á síðustu milljónum ára.

Giljadrög eru litlar og mjög unglegar rof- og setmyndanir sem finna má í bröttum fjallshlíðum eða gígbörmum á Mars, líkast til mynduð af fljótandi vatni. Efst í giljadrögum er alla jafna hvilft sem mjókkar smátt og smátt í annan endann, sameinast einum eða fleiri farvegum sem liggja niður hlíðina og enda venjulega í skriðusvuntu[1]. Farvegirnir eru í besta falli nokkrir tugir metrar á breidd en geta verið nokkur hundruð metrar að lengd. Í setbunkanum fyrir framan þau eru gígar sjaldséðir sem bendir til þess að þessar myndanir séu ungar. Þar að auki hafa þau sorfið sig í gegnum öll önnur landslagseinkenni þar sem þau er að finna, þar á meðal sandöldur sem eru sennilega mjög breytilegar.

Giljadrög þykja mjög áhugavert rannsóknarefni því tilvist þeirra gæti bent til nýlegs rofs af völdum fljótandi vatns. Michael Malin og Kenneth Edgett lýstu þeim fyrstir í tímaritinu Science árið 2000 út frá myndum í hárri upplausn sem Mars Orbiter Camera á Mars Global Surveyor geimfari NASA hafði tekið árið áður[1].

Í athugunum sínum tóku Malin og Edgett eftir því að:

  1. þar sem giljadrögin eru flest eru aðstæður í lofthjúpnum undir þrípunkti vatns,

  2. giljadrög voru aðallega í þeim hlíðum sem snúa að pólunum,

  3. sumstaðar eru giljadrög í þyrpingum, t.d. í Newton gígnum, Dao Vallis og Nirgal Vallis

  4. mörg virðast koma út úr berglagamótum.

Mars, giljadrög, vatn, Newton gígurinn
Þyrping giljadraga í Newton gígnum á suðurhveli Mars. Mynd: NASA/JPL/Malin Space Science Systems

Út frá þessum einkennum settu þeir fram þá tilgátu að giljadrögin mynduðust þegar vatn brýst skyndilega út um vatnsveiti, nokkur hundruð metra undir yfirborðinu, í hlíðum gígs eða dals. Flóðvatnið ber með sér set sem sverfur farvegi og myndar setbunka eða skriðusvuntu þegar það missir orku og dreifir úr sér neðst í hlíðinni.

Eftir uppgötvun Malin og Edgett, voru gerðar rannsóknir sem sýndu fram á að möndulhalli Mars sveiflast mikið og að halli hans í dag (25,19°) er lítill í samanburði við hallann þegar hann var mestur síðustu 5 milljón ár (>35°)[2]. Að auki hafi miðskekkja sporbaugs Mars um sólu sveiflast á milli ~0,0 til 0,12 gráða á sama tímabili[3].

Í grein Head o.fl. í Nature frá árinu 2003 eru færð rök fyrir því að þessar sveiflur komi fram sem jöklun á yfirborði Mars[2]. Við svo mikinn möndulhalla getur vatn flust frá pólsvæðunum og niður á lægri breiddargráður, þar sem við sjáum flest giljadrög, en síðan aftur frá lágum breiddargráðum til heimskautasvæðanna þegar hallinn minnkar á ný til þess sem við sjáum í dag. Vegna sveiflna á braut og möndulhalla hefur loftslagið á þessu tímabili verið harla ólíkt því sem við sjáum á Mars í dag.

2. Koldíoxíð og ís- og snjóbráð

Mars, giljadrög, vatn, ísöld
Ísöld á Mars. Sýnt hefur verið fram á að möndulhalli Mars er mjög sveiflukenndur. Þegar hallinn er mestur getur ís flust frá pólsvæðunum niður á lægri breiddargráður þar sem giljadrög finnast. Mynd: NASA/JPL/Brown University

Margir hafa reynt að skýra myndun giljadraganna með öðrum hætti, t.d. með bráðnun snævar á yfirborðinu[4], bráðnun grunníss í efsta metra yfirborðsins[5] og bráðnun snjóríkrar rykhulu[6].

Í grein sinni í Nature frá árinu 2003 bendir Phil Christensen á að erfitt sé að samþætta tilvist fljótandi vatns á yfirborði Mars við loftslag reikistjörnunnar á nútíma, einkum á þeim breiddargráðum sem giljadrögin finnast[6].

Í greininni færir hann rök fyrir því, að giljadrög geti myndast þegar vatnsríkur snjór, sem flust hefur frá pólunum til miðlægra breiddargráða á tímum mikils möndulhalla, bráðnar. Við hámarksmöndulhalla gæti íslag á bilinu 0,5 til 2 cm að þykkt flust frá pólhettunum á sumrin yfir á miðlægari breiddargráður. Þetta lag er að mestu vatn en inniheldur líka ryk í einhverjum mæli. Vatn flyst aftur frá miðlægu breiddargráðunum og til pólanna, en mun hægar. Árlega gæti því samanlagt safnast í kringum 0,1 cm þykkt lag af vatnís milli 30. og 50. breiddargráðu. Þessar aðstæður sem leyfa flutning vatns á þennan hátt, standa yfir í nokkur þúsund ár en á þeim tíma geta orðið til í kringum 10 metra þykk snjóalög[6].

Við bráðnun þessa snævar getur myndast nægt vatn til að sverfa giljadrög á um 5.000 árum og giljadrög gætu leikandi hafa myndast á þennan hátt á síðustu 500.000 árum. Þessi tilgáta Christensens fellur vel að aldri og staðsetningu giljadraganna og útskýrir hvernig fljótandi vatn gæti hafa borist á kaldar, miðlægar breiddargráður. Í sumum hlíðum eru leifar þessara snjóskafla enn til staðar.

Christensen setur fram eftirfarandi líkan:

  1. Vatn flyst frá pólunum til miðlægra breiddargráða þegar möndulhallinn er mikill svo vatnsríkt snjólag myndast.

  2. Þegar möndulhallinn minnkar hefst bráðnun samhliða hitastigsaukningu á miðlægum breiddargráðum og fljótandi vatn myndast sem er stöðugt undir einangrandi snjólagi.

  3. Giljadrög myndast í snæviþöktum hlíðum vegna rofsins af völdum bræðsluvatns eða sem afleiðing af því þegar bræðsluvatn seytlar inn í lausan jarðveg í hlíðnum og veldur óstöðugleika.

  4. Giljadrög sem skerast í berglögin koma fram þar sem snjóalög hafa horfið alveg.

  5. Snjóskaflar eru enn til staðar í dag þar sem þeir eru varðir fyrir þurrgufun vegna ryk- eða setlags fyrir ofan.

  6. Bráðnun gæti átt sér stað í dag þegar aðstæður eru heppilegar.

Mars, giljadrög, vatn
Örin bendir á það sem Phil Christensen túlkar sem snjóskafl undir jarðvegi í gíg á suðurhveli Mars sem gæti verið uppspretta vatnsins sem sorfið hefur þessi giljadrög. Skaflinn sést fremur illa á myndinni. Svæðið er um 2,8 x 4,5 km. Mynd úr Christensen (2003)

Óvenjulegar setmyndanir á miðlægum breiddargráðum, sem gætu verið leifar ísríkra efna, renna stoðum undir þetta líkan. Þessar setmyndanir eru í köldu pólhlíðum gíga, bera merki um straumefni og eru gjarnan á bilinu 1 til 10 metrar að þykkt. Þetta líkan útskýrir vel myndun giljadraga í einangruðum fjöllum og stöpum, þar sem ólíklegt er að stóra vatnsveita sé að finna.

Menn hafa einnig velt fyrir sér þurrum skriðum sem möguleika á myndun giljadraga[6]. Þótt giljadrög geti myndast á þann hátt, t.d. í sandi, eru þau ólíklegri til að sverfa farvegi í berglög og mynda samskonar myndanir og við sjáum.

Jarðfræðingar hafa einnig kannað hvort skýra mætti giljadrög með fljótandi koldíoxíði[8]. Vitað er að fljótandi koldíoxíð getur verið stöðugt við það hitastig og þann þrýsting sem stundum ríkir á Mars, þó menn horfi einkum til koldíoxíðsgeyma undir yfirborðinu. Þar gæti leynst fljótandi koldíoxíð sem hugsanlega brytist annað slagið í gegnum berglög og sorfið giljadrög. Þessari tilgátu hefur þó verið hafnað á þeirri forsendu að hitastigið á Mars og þrýstingurinn er alla jafna þannig að fljótandi koldíoxíð gufar upp ef það leitaði til yfirborðsins og mjög ólíklegt er að það næði að sverfa giljadrög.

2.1 Tvenns konar tilgátur

Þegar allt er tekið saman má skipta tilgátum um myndun giljadraga í tvennt:

  1. Grunnvatn sem brýst úr vatnsveiti

  2. Bráðnun íss eða snævar við eða á yfirborðinu

Báðar tilgátur krefjast þess að myndun giljadraga hefjist á sama hátt: Með breytingum á möndulhalla og braut Mars sem hafa áhrif á ástand vatns við yfirborðið eða undir því. Sú staðreynd að flest giljadrög snúa að pólsvæðunum bendir til þess að einangrun sé mikilvægur þáttur í myndun þeirra. Breytingar á möndulhalla og snúningi gætu komið af stað bráðnun og frystingu innan vatnsveitis svo vatnið þenst út og brýst út úr hlíðum gíga og fjalla.

Sú tilgáta að giljadrög á Mars myndist við bráðnun íss eða snævar hefur verið lögð fram á grundvelli hliðstæða á jörðinni en líka kennilegra líkana og athugana á giljadrögum undir hugsanlegu ísseti. Á jörðinni eru aðstæður til söfnunar og bráðnunar íss og snævar mun hagstæðari en á Mars — á Mars er hún háð sveiflum á möndulhalla og braut reikistjörnunnar.

Eins og halli Mars er nú um stundir safnast mestur hluti vatns á yfirborðinu við pólhetturnar og úrkoma utan pólsvæðanna er fátíð, jafnvel þótt yfirborðshitastigið geti farið yfir frostmark þegar best lætur. Við slíkar aðstæður er ólíklegt að nægilegt magn vatns geti safnast fyrir, bráðnað og sorfið giljadrögin, sér í lagi af þeirri stærðargráðu sem við sjáum.

Ástandið er öðruvísi þegar möndulhallinn er meiri eins og áður hefur verið sagt frá. Þegar möndulhallinn er í kringum 35 gráður flyst vatn frá pólhettunum og fellur sem snjór á lægri breiddargráðum[9]. Á sumrin lýsir sólin upp þær hlíðar sem snúa að pólunum stóran hluta dagsins svo þar getur hitastigið á daginn farið vel upp fyrir frostmark.

Bent hefur verið á að endurvarp frá hlíðum í kring gæti hjálpað til við hita pólhlíðarnar upp[10]. Við þessar aðstæður gæti nægt bræðsluvatn orðið til sem tekur að streyma niður hlíðina[5]. Christensen (2003) færði rök fyrir því að giljadrög gætu myndast á samskonar hátt, þegar ísríkt set í þeim hlíðum sem snúa að pólunum bráðnar[6].

3. Dreifing, breiddargráða og hæð yfir meðaljarðlagi

Mars, giljadrög, vatn
Hnattræn dreifing giljadraga (hvítir punktar) á Mars. Eins og sjá má eru giljadrög aðeins á tilteknum breiddargráðum (úr Dickson og Head, 2009).

Giljadrög er að finna bæði á norður- og suðurhveli Mars en þau eru algengari á suðurhvelinu. Á báðum hvelum finnast þau aðeins fyrir ofan 27. breiddargráðu en flest eru þau á milli 30.-42. breiddargráðu. Dreifingin er því samhverf. Á norðurhvelinu eru flest giljadrög milli 35.-40. breiddargráðu norður. Síðan dregur hægt og rólega úr tíðni þeirra uns komið er að pólunum. Á pólsvæðunum eru giljadrög í pyttum, aðallega á milli 69°S og 72°S[1].

Giljadrög eru flest á suðurhálendinu á 30.-42. breiddargráðu, þar sem talsverður munur er á hæð landslagsins. Hæstur er tindur Thaumasia fjalls, um 9 km yfir meðalhæð yfirborðsins, en lægsti staðurinn, sem jafnframt er lægsti staður Mars, er botn Hellas dældarinnar, um það bil 8,2 km undir meðalhæðinni. Athyglisvert er að engin giljadrög hafa fundist í Hellas.

Giljadrög á háum breiddargráðum sjást oft í kringum melatígla sem eru mjög algengir á háum breiddargráðum á Mars[1]. Gögn frá HiRISE myndavélinni gerðu jarðfræðingum kleift að rannsaka áhrif tíglanna á form giljadraga[11]. Í ljós kom að lengd hvilfta giljadraga á melatíglasvæðum er allt að sex sinnum meiri en breiddin.

Við rannsóknir jarðfræðinga á hliðstæðum í Þurrdölunum á Suðurheimskautinu, kom í ljós að melatíglar geta verkað sem kuldapollar fyrir vindborinn snjó á Mars og myndað farvegi þegar hann bráðnar[11][12].

Með þessar upplýsingar var sett fram líkan fyrir þróun hvilftar og giljadraga á melatíglasvæðum á Mars. Í líkaninu safnast vindborinn snjór saman og bráðnar til skiptis í varhlíðinni og veldur rofi með tímanum svo farvegur myndast. Efst stækkar farvegurinn þar til hvilft hefur myndast en neðar sameinast nokkrir farvegir. Hvilftin stækkar svo hún getur safnað sífellt meiri snjó sem aftur eykur rúmmál rofefnisins[11].

Jarðfræðingar hafa ennfremur fundið hafa fundið út að giljadrög finnast aðeins á tilteknu hæðarbili, frá –5.200 metrum undir meðalhæðinni upp í um 3.100 metra. Utan þessa hæðarbils virðast giljadrög hvergi sjáanleg[13].

Árið 2007 gerðu vísindamenn svipað mat á hæðardreifingu giljadraga fyrir norðurhvel Mars og sáu svipaða leitni og fram kemur á suðurhvelinu. Reiknað var út að þar er 95% giljadraga undir meðalhæð yfirborðsins eða á bilinu ~800 m til ~5.400 metra[14].

4. Stefna og halli

Malin og Edgett tóku eftir því, að meirihluti giljadraga á báðum hvelum snýr í átt að pólunum. Allar rannsóknir sem gerðar hafa verið á stefnu giljadraga komast að þeirri niðurstöðu að þar sem þau eru algengust (milli 30°S og 42) snúa flestöll að pólunum og hið sama gildir um giljadrögin á heimskautasvæðunum.

Erfitt hefur reynst að meta halla giljadraga út frá hæðarmælingum MOLA í Mars Global Surveyor því upplausn tækisins er alla jafna of lítil til þess að gera megi áreiðanlegar mælingar.

Tilraunir til þess að meta halla hvilfta giljadraga (þar sem þau byrja) hafa þó verið gerðar [13][15]. Þessar rannsóknir sýna að giljadrög myndast aðeins í miklum halla. Í ljós kom að halli hvilfta giljadraga væri jafnan á bilinu <5° til ~40° á öllum breiddargráðum og að meðaltali var hallinn 21°[15].

Þegar aðrir gerðu samskonar mælingar en fékkst öllu hærra meðaltal á hallanum, eða 26,5° [13]. Í þeirri rannsókn kom einnig fram að 87% giljadraga séu í yfir 21° halla. Nýlegri gögn frá HiRISE benda til að hallinn sé jafnvel meiri í flestum tilvikum.

Af hnattrænni dreifingu, hæð í landslagi, stefnu og halla að dæma, má ljóst vera að myndunarferli allra giljadraga séu svipuð í grófum dráttum. Malin og Edgett sáu giljadrög í margs konar landslagsgerðum, svo sem gljúfurbörmum, veggjum árfarvega, pólpyttum og gígum en líka á stöðum þar sem ólíklegt að stórir vatnsveitar séu, þ.e. í stökum fjöllum eða stöpum. Breytileikinn milli giljadraga virðist aðallega háður efninu sem sorfið er.

5. Aldur

Mars, giljadrög, vatn
Ung giljadrög í Nirgal Vallis. Eins og sjá má liggja skriðusvuntur giljadraganna ofan á sandöldum sem eru myndanir sem breytast fremur ört. Það, auk skorts á gígum, bendir til þess að þessi giljadrög séu ungar jarðmyndanir, líklega innan við milljón ára Mynd: NASA/JPL/Malin Space Science Systems

Giljadrög eru ungar myndanir á Mars í samanburði við aðrar sem hafa orðið til fyrir tilverknað fljótandi vatns en erfitt er að henda reiður á nákvæmum aldri þeirra vegna skorts á smáum loftsteinagígum í þeim, smæð þeirra og halla. Malin og Edgett (2000) notuðu afmyndunarhraða sandalda og melatígla til þess að áætla að giljadrög gætu verið innan við milljón ára gamlar myndanir.

Giljadrög skera sig í gegnum aðrar ungar myndanir eins og sandöldur[16] og melatígla[11] í ungum árekstragígum[17] og auk þess eru gígar sjaldnast ofan á þeim. Gerðar hafa hafa verið tilraunir til að reikna út efri aldursmörk ungra giljadraga[16][17].

Í grein sinni frá árinu 2000 birta Malin og Edgett mynd af giljadragi í Nirgal Vallis á suðurhveli Mars en það liggur ofan á sandöldusvæði. Á sandöldusvæðinu eru nokkrir litlir gígar sem hægt er að telja og fá þannig út grófa mynd af aldri giljadraganna.

Bent hefur verið á að vafasamt getur verið að styðjast við gíga sem eru innan við 100 metrar í þvermál, því þeir gætu hafa orðið til við útkast efnis í kjölfar stærri árekstra[18].

Reiss o.fl. (2004) reiknuðu út að sandöldurnar í Nirgal Vallis eru líklega á bilinu 140.000 til 380.000 ára en að efri aldursmörk þeirra sé 1,4 milljónir ára[16]. Miðað við óvissuna í útreikningunum draga þeir þá ályktun að skaflamyndunin á botni Nirgal Vallis hafi verið virk fyrir á bilinu 3 milljónum til 300.000 árum, jafnvel minna. Giljadrögin eru ofan á sandöldusvæðinu svo þau eru í mesta lagi 3 milljóna ára en líklega mun yngri.

Schon o.fl. (2009) gerðu samskonar athuganir en leituðu líka að stórum gígum (um það bil 7 km breiðum) í innan við 100 km fjarlægð frá Nirgal Vallis til að taka þann möguleika með í reikninginn að litlu gígarnir á sandöldusvæðinu væru vegna útkastefnis. Efri mörkin á aldri giljadraganna sem þannig fékkst voru um 1,25 milljónir ára[17].

Báðar þessar rannsóknir sýna að giljadrög á Mars eru ekki eldri en fáeinar milljónir ára. Að auki eru giljadrög virk í lotum og myndast ekki í einum stórum atburði.

6. Jarðneskar hliðstæður

Mars, Þurrdalir, Suðurheimsskautið, giljadrög
Samanburður á giljadrögum á jörðinni og Mars. Mynd A sýnir giljadrag í árekstragíg norðvestur af Argyre dældinni á Mars en mynd B sýnir giljadrag í Wright dalnum á Suðurskautslandinu. Bæði giljadrög sýna sömu myndanir: Hvilft, farvegi og skriðusvuntur. Á Suðurskautinu berst snjór með vindi, safnast saman í hvilftinni og bráðnar þegar aðstæður leyfa á sumrin. Mynd úr Dickson og Head (2009).

Á jörðinni og þá einkum á heimskautasvæðunum, finnast giljadrög sambærileg þeim sem við sjáum á Mars. Rannsóknir á þessum jarðnesku hliðstæðum geta hjálpað til við að skilja myndun og þróun giljadraga á Mars[13].

Á jörðinni hafa flestar samanburðarrannsóknir á giljadrögum farið fram við norðurheimskautið, svo sem á Devon eyju í Kanada[19], á austanverðu Grænlandi[5] og á Íslandi[20]. Á þessum slóðum safnast snjór saman árstíðabundið í hvilftum og farvegum en hann bráðnar svo á sumrin og veldur rofi. Einnig leikur regn þar hlutverk.

Giljadrög hafa líka verið rannsökuð í Þurrdölum Suðurheimskautsins, einum þurrasta stað jarðar og stærsta íslausa staðnum á meginlandi Suðurskautsins. Þótt sömu umhverfisaðstæður og á Mars ríki hvergi á jörðinni, þykja Þurrdalirnir sérstaklega gagnlegir vegna fimbulkuldans og þurrksins sem þar er. Þar er úrkoma sáralítil en hún gæti aukið rofhraða giljadraga. Í Þurrdölunum er einnig jökulumhverfi sem minnir um margt á Mars.

Athuganir hafa sýnt að í Þurrdölum Suðurheimskautsins — þar sem meðalárshiti er í kringum -7°C og ársúrkoma mælist í fáeinum sentímetrum — getur vindur flutt snjó í hvilftir og farvegi giljadraga sem getur orðið nokkrir metrar að þykkt. Þessi snjór safnast að mestu leyti fyrir á veturna en bráðnar á sumrin yfir hlýjustu kafla dagsins og leikur þannig stærsta hlutverkið í myndun og mótun giljadraga þar[20]. Sumar lækjarsprænur eru aðeins virkar hluta úr degi þegar hlýjast er svo dægursveiflur hafa mikið að segja um rofmáttinn. Einnig hafa verið færð rök fyrir því að minnstu breytingar á loftslagi í Þurrdölunum hafi mikil áhrif á rof og myndun giljadraga[20].

Marchant og Head (2007) sýndu fram á að margt er líkt með giljadrögum Þurrdalanna og á Mars[20]. Þau finnast aðeins á tilteknu hæðarbili (á Mars eru giljadrög alla jafna ekki í mikilli hæð þar sem loftþrýstingur er mjög lágur), í tilteknum halla (giljadrög á Mars eru aðeins í mjög bröttum hlíðum), stefnu (ísinn þarf að vera fremur stöðugur) og þar sem sólin getur lýst þau upp á sumrin.

Engu að síður þarf að fara varlega í samanburði á giljadrögum Þurrdalanna og á Mars enda loftslagsaðstæður þrátt fyrir allt mjög ólíkar. Engu að síður veita rannsóknir á þróun giljadraga í Þurrdölunum og víðar innsýn í sum af þeim ferlum sem gætu leitt til þróunar giljadraga á Mars.

7. Íslensk giljadrög

Esja, giljadrög
Giljadrag í Esjunni. Vatn seytlar úr hvilft í farvegi niður hlíðina og dreifir úr sér. Gróin skriðusvunta fyrir neðan. Mynd: Sævar Helgi Bragason

Ekki hafa margar samanburðarrannsóknir verið gerðar á giljadrögum á Íslandi og Mars. Hartmann o.fl. (2000) og Hartmann (2001) bentu á að giljadrög í basaltstöflum á Íslandi virtust líkjast mjög giljadrögum á Mars, bæði hvað snertir stærð og form. Þeir töldu líkindin renna stoðum undir þá skýringu, að fljótandi vatn tengdist uppruna giljadraga á Mars[20][22].

Árið 2003 var birt grein þar sem skoðaðar voru skriður og giljadrög í móbergshlíðum og basaltlögum frá tertíer[20]. Þeir sáu ýmiskonar giljadragamyndanir sem sumar líktust giljadrögum á Mars meira en önnur. Á Íslandi er enda miklu meira vatn en á Mars og hafa giljadrögin verið virk í langan tíma. Líkust eru mjó, grunn og vel afmörkuð giljadrög í bröttum hlíðum nærri skriðhorni sem hafa skriðusvuntur neðst.

Athuganirnar sem gerðar voru á Íslandi renna, að mati höfunda, stoðum undir þá tilgátu að giljadrög á Mars hafi myndast fyrir tilverknað rennandi vatns úr vatnsveiti[20]. Í greininni setja þeir þó fram aðra tilgátu um uppruna vatnsins. Þeir segja að grunnvatnið gæti hafa myndast við lotubundna bráðnun íss undir yfirborðinu vegna jarðvarma eða nýlegrar eldvirkni. Bræðsluvatnið seytlar um berglögin og safnast fyrir í vatnsveitum. Komi þetta vatn að þeim hlíðum sem snúa að pólunum, gæti það frosið þar og myndað ísstíflu í köldum yfirborðslögum hlíðanna. Þannig gæti byggst upp þrýstingur sem að lokum sprengir stífluna og úr verður skyndileg og skammvinn vatnslosun.

Vatnið, segja þeir, gæti líka seytlað inn í hlíðina, vætt jarðveginn, frosið og bráðnað síðar. Við slíkan atburð gæti fallið skriða, ekki ósvipuð þeim sem þeir sáu í Mjóafelli og víðar.

Á Íslandi eru einnig mörg dæmi um vatn sem seytlar út úr vatnsveitum milli berglaga og gætu verið rök fyrir tilgátu um samskonar uppruna giljadraga á Mars. Í greininni var hins vegar ekki hægt að staðfesta svipaðar myndanir sem því fylgir á Mars.

Meginniðurstaða Harmann o.fl. (2003) var því sú að vatnið sem myndaði giljadrögin væri afrennslisvatn af yfirborði, annað hvort regnvatn sem streymdi niður hlíðarnar, safnaði í sig eðju og fengi þannig rofmátt sem svarf giljadrög eða væri vegna mikilla vorleysinga[20].

Tengt efni

Heimildir

  1. Malin, M.C., Edgett, K.S., 2000. Evidence for recent groundwater seepage and surface runoff on Mars. Science 288, 2330-2335.

  2. Head, J.W., Mustard, J.F., Kreslavsky, M.A., Milliken, R.E., Marchant, D.R., 2003. Recent ice ages on Mars. Nature 426, 797.

  3. Laskar,J., Correia, A.C.M., Gastineau, M., Joutel, F., Levrard, B., Robutel, P., 2004. Long term evolution and chaotic diffusion of the insolation quantities of Mars. Icarus 170, 343-364.

  4. Lee, P., Cockell, C.S., Marinova, M.M., McKay, C.P., Rice Jr., J.W., 2001. Snow and ice melt flow features on Devon Island, Nunavut, Arctic Canada as possible analogs for recent slope flow features on Mars. Lunar and Planetary Science 32, 1809.

  5. Costard, F., Forget, F., Mangold, N., Peulvast, J.P., 2002. Formation of recent martian debris flows by melting of near-surface ground ice at high obliquity. Science 295, 110-113

  6. Christensen, P.R., 2003. Formation of recent martian gullies through melting of extensive water rich snow deposits. Nature 422, 45-48.

  7. Treiman, A.H., 2003. Geologic settings of martian gullies: Implications for their origins. Journal of Geophysical Research 108, E08031.

  8. Musselwhite, D.S., Swindle, T.D., Lunine, J.L. 2001. Liquid CO2 breakout and the formation of recent small gullies on Mars. Geophysical Research Letters 28, 1283-1286.

  9. Mischna, M.A., Richardson, M.I., Wilson, R.J., McCleese, D.J., 2003. On the orbital forcing of Martian water and CO2 cycles: A general circulation model study with simplified volatile schemes. Journal of Geophysical Research 108, E05062.

  10. Hecht, M.H., 2002. Metastability of liquid water on Mars. Icarus 156, 373-386.

  11. Levy, J.S., Head, J.W., Marchant, D.R., Dickson J.L., Morgan, G.A., 2009. Geologically recent gully-polygon relationships on Mars: Insights from the Antarctic Dry Valleys on the roles of permafrost, microclimates, and water sources for surface flow. Icarus 201, 113-126.

  12. Marchant, D.R., Head, J.W., 2007. Antarctic Dry Valleys: Microclimate zonation, variable geomorphic processes, and implications for assessing climate change on Mars. Icarus 192, 187-222.

  13. Dickson, J.L., Head, J.W., Kreslavsky, M., 2007. Martian gullies in the southern mid-latitudes of Mars: Evidence for climate-controlled formation of young fluvial features based upon local and global topography. Icarus 188, 315-323.

  14. Heldmann, J.L., Carlsson, E., Johansson, H., Mellon, M.T., Toon, O.B., 2007. Observations of martian gullies and constraints on potential formation mechanism. Icarus 188, 324-344.

  15. Heldmann, J.L., Mellon, M.T., 2004. Observations of martian gullies and constraints on potential formation mechanisms. Icarus 168, 285-304.

  16. Reiss, D., van Gasselt, S., Neukum, G., Jaumann, R., 2004. Absolute duna ages and implications for the time of formation of gullies in Nirgal Vallis, Mars. Journal of Geophysical Research 109, E06007.

  17. Schon, S.C., Head, J.W., Fassett, C.I., 2009. Unique chronostratigraphic marker in depositional fan stratigraphy on Mars: Evidence for 1.25 Ma old gully activity and surficial meltwater origin. Geology 37, 199-202.

  18. McEwen, A.S., Bierhaus, E.B., 2006. The importance of secondary cratering to age constraints on planetary surfaces. Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 34, 535-567.

  19. Lee, P., Cockell, C.S., Marinova, M.M., McKay, C.P., Rice Jr., J.W., 2001. Snow and ice melt flow features on Devon Island, Nunavut, Arctic Canada as possible analogs for recent slope flow features on Mars. Lunar and Planetary Science 32, 1809.

  20. Hartmann, W.K., Thorsteinsson, T., Sigurdsson, F., 2003. Martian hillside gullies and Icelandic analogs. Icarus 162, 274-277.

  21. Head, J.W., Marchant, D.R., Dickson, J., Levy, J., Morgan, G., Kreslavsky, M., 2007. Mars gully analogs in the Antactic Dry Valleys: Geological setting and processes. Í: 7th International Conference of Mars, hefti 1353, bls. 3118.

  22. Hartmann, W.K., 2001. Martian seeps and their relation to youthful geothermal activity, í: Kallenbach, R., Geiss, J., Hartmann, W.K. (Ritstj.) Chronology and Evolution of Mars, Kluwer Academic, Hollandi, 405–410.

Hvernig vitna skal í þessa grein

  • Sævar Helgi Bragason (2013). Giljadrög á Mars. Stjörnufræðivefurinn. http://www.stjornufraedi.is/solkerfid-large/mars/giljadrog-a-mars (sótt: DAGSETNING).