Nye beviser for flydende vand under Mars' sydpolare iskappe

Et internationalt team af forskere har afsløret nye beviser for den mulige eksistens af flydende vand under Mars' sydpolare iskappe.

Forskerne, ledet af University of Cambridge, brugte rumfartøjer laser-højdemåler målinger af formen af ​​den øvre overflade af indlandsisen til at identificere subtile mønstre i dens højde. De viste derefter, at disse mønstre matcher computermodellens forudsigelser for, hvordan en vandmasse under indlandsisen ville påvirke overfladen.

Deres resultater stemmer overens med tidligere isgennemtrængende radarmålinger, der oprindeligt blev fortolket til at vise et potentielt område med flydende vand under isen. Der har været debat om fortolkningen af ​​flydende vand ud fra radardata alene, og nogle undersøgelser tyder på, at radarsignalet ikke skyldes flydende vand.

Resultaterne, rapporteret i tidsskriftet Nature Astronomy , giv den første uafhængige bevislinje, ved hjælp af andre data end radar, for, at der er flydende vand under Mars' sydpolare iskappe.

"Kombinationen af ​​de nye topografiske beviser, vores computermodelresultater og radardataene gør det meget mere sandsynligt, at der findes mindst et område med subglacialt flydende vand på Mars i dag, og at Mars stadig skal være geotermisk aktiv for at bevare vand under indlandsisens væske," sagde professor Neil Arnold fra Cambridges Scott Polar Research Institute, der ledede forskningen.

Ligesom Jorden har Mars tykke iskapper ved begge poler, der i kombineret volumen omtrent svarer til Grønlands Indlandsis. I modsætning til Jordens iskapper, som dog er underlagt vandfyldte kanaler og endda store subglaciale søer, har man indtil for nyligt troet, at polariskapperne på Mars var frosset fast hele vejen til deres senge på grund af det kolde klima på Mars.

I 2018 udfordrede beviser fra Den Europæiske Rumorganisations Mars Express-satellit denne antagelse. Satellitten har en isgennemtrængende radar kaldet MARSIS, som kan se gennem Mars' sydlige indlandsis. Den afslørede et område ved bunden af ​​isen, der kraftigt reflekterede radarsignalet, som blev tolket som et område med flydende vand under indlandsisen.

Imidlertid antydede efterfølgende undersøgelser, at andre typer tørre materialer, som findes andre steder på Mars, kunne producere lignende reflektionsmønstre, hvis de eksisterer under indlandsisen. I betragtning af de kolde klimaforhold ville flydende vand under indlandsisen kræve en ekstra varmekilde, såsom geotermisk varme fra planeten, på niveauer over dem, der forventes for nutidens Mars. Dette efterlod bekræftelse af eksistensen af ​​denne sø afventende en anden, uafhængig bevislinje.

På Jorden påvirker subglaciale søer formen af ​​den overliggende iskappe - dens overfladetopografi. Vandet i subglaciale søer sænker friktionen mellem indlandsisen og dens bund, hvilket påvirker isstrømmens hastighed under tyngdekraften. Dette påvirker igen formen af ​​indlandsisens overflade over søen, hvilket ofte skaber en fordybning i isoverfladen efterfulgt af et hævet område længere nedad.

Holdet – som også omfattede forskere fra University of Sheffield, University of Nantes, University College, Dublin og Open University – brugte en række teknikker til at undersøge data fra NASAs Mars Global Surveyor-satellit af overfladetopografien i den del af Mars' sydpolare iskappe, hvor radarsignalet blev identificeret.

Deres analyse afslørede en 10-15 kilometer lang overfladebølge, der omfatter en fordybning og et tilsvarende hævet område, som begge afviger fra den omgivende isoverflade med flere meter. Dette svarer i skala til bølger over subglaciale søer her på Jorden.

Holdet testede derefter, om den observerede bølgedannelse på overfladen af ​​isen kunne forklares med flydende vand ved lejet. De kørte computermodelsimuleringer af isflow, tilpasset specifikke forhold på Mars. De indsatte derefter et område med reduceret bundfriktion i den simulerede isplade, hvor vand, hvis det var til stede, ville tillade isen at glide og accelerere. De varierede også mængden af ​​geotermisk varme, der kom inde fra planeten. Disse eksperimenter genererede bølger på den simulerede isoverflade, som i størrelse og form svarede til dem, holdet observerede på den rigtige iskappeoverflade.

Ligheden mellem den modelproducerede topografiske bølgegang og de faktiske rumfartøjsobservationer sammen med de tidligere isgennemtrængende radarbeviser tyder på, at der er en ophobning af flydende vand under Mars' sydpolare iskappe, og at magmatisk aktivitet fandt sted relativt nylig i under overfladen af ​​Mars for at muliggøre den forbedrede geotermiske opvarmning, der er nødvendig for at holde vandet i flydende tilstand.

"Kvaliteten af ​​data, der kommer tilbage fra Mars, fra kredsløbssatellitter såvel som fra landere, er sådan, at vi kan bruge dem til at besvare virkelig vanskelige spørgsmål om forhold på og endda under planetens overflade, ved at bruge de samme teknikker, som vi også bruger på Jorden," sagde Arnold. "Det er spændende at bruge disse teknikker til at finde ud af ting om andre planeter end vores egen." + Udforsk yderligere

Lagdeling, ikke flydende:Astronomer forklarer Mars' vandige refleksioner