Saltdam i Antarktis, blandt de salteste farvande på jorden, bliver fodret nedefra

Ved bunden af ​​de transantarktiske bjerge ligger en geologisk særhed. Don Juan Pond er en af ​​de salteste vandmasser på planeten, fyldt med en tæt, sirupsagtig saltlage rig på calciumchlorid, der kan forblive flydende til minus 50 grader Celsius, langt under vands frysepunkt. Men kilden til vand og salt til denne usædvanlige dam forbliver et mysterium - selv når der kommer antydninger om, at vand i en lignende form kunne eksistere på Mars.

En ny University of Washington-undersøgelse bruger dammens bizarre kemi til at lokalisere vandets kilde. Den seneste avis, udgivet 15. september i Earth and Planetary Science Letters , rapporterer, at det fodres af et regionalt dybt grundvandssystem og ikke, som tidligere foreslået, fra fugt siver ned fra lokale dalskråninger.

"Don Juan Pond er nok en af ​​de mest interessante damme på Jorden, " sagde hovedforfatter Jonathan Toner, en UW forskningsassistent professor i jord- og rumvidenskab. "Efter 60 års omfattende studier, vi ved stadig ikke rigtig, hvor det kommer fra, hvad driver det faktum, at det er synligt på overfladen, og hvordan det ændrer sig."

Den flerårige dam måler omkring 100 gange 300 meter, på størrelse med nogle få fodboldbaner, og er cirka 10 centimeter (4 tommer) dyb i gennemsnit. Det blev første gang besøgt i 1961 og opkaldt efter ekspeditionens helikopterpiloter, Donald Roe og John Hickey, giver den navnet Don Juan Pond. De unikke salte i dammen sænker frysepunktet, Derfor kan denne saltvandsdam eksistere et sted, hvor temperaturen varierer fra minus 50 til plus 10 grader Celsius (-58 til +50 °F).

Dammen blev længe antaget at blive fodret af dybt grundvand. Men så antydede et højt profileret papir fra 2013, at fugt nær overfladen siver, svarende til tilbagevendende skråningslineae-træk, der for nylig er observeret på Mars, transporterede salte ned ad bakke for at skabe saltdammen.

Toner er en geokemiker med speciale i vandets dannelse og egenskaber i ekstreme miljøer på Jorden, Mars og videre. Til den nye undersøgelse, Toner skabte en model til at beregne, hvordan saltvand ændrer sig under fordampning, fryser, og med forskellige ind- og udgange af vand og salt. I Antarktis passende navngivne McMurdo Dry Valleys, vandfordampning koncentrerer salte i dammen, hvilket tvinger nogle salte til at krystallisere. Disse processer, sammen med input og output, få dammens vand til at ændre sig over tid.

Toner kørte sin model til to situationer:en hvor vandet klukkede op nedefra, og en anden, hvor den sivede ned fra sive nær overfladen. Resultater viser, at den observerede kemiske makeup kun kunne fremstilles nedefra.

"Du kunne ikke få Don Juan Pond fra dette lavvandede grundvand, " sagde Toner. "Det kommer helt sikkert fra det dybe grundvand." Hans beregninger viser også, at opstrømmende grundvand cirkulerer gennem dammen hver sjette måned, hvilket betyder, at vandet skal forlade dammen via et uset underjordisk udløb.

Dammens hydrologi er vigtig for geologer, fordi ingen steder på Jorden minder mere om Mars. Den røde planet er ekstremt kold og tør, og McMurdo Dry Valleys er et af de koldeste og tørreste steder på Jorden.

"Hvis der er vand på Mars, det kommer nok til at ligne denne dam, " Sagde Toner. "At forstå, hvordan det er dannet, har store konsekvenser for, hvor ville du forvente at finde lignende miljøer på Mars."

Nylige undersøgelser tyder på, at flydende vand kan eksistere på overfladen af ​​Mars, potentielt rumme liv eller endda i sidste ende støtte langsigtede menneskelige bosættelser. De mørkere linjer på stejle skråninger, som ligner fugtstriber observeret over Don Juan Pond, kan være forårsaget af et lignende grundvandssystem.

Toner vil være en del af et team, der udforsker Don Juan Pond og de omkringliggende områder i december, sponsoreret af NASA og National Science Foundation. Forskere vil bruge seks uger på at campere nær dammen og tage gentagne kemiske målinger af dens væske. De vil også udforske de nærliggende skråninger for at måle kemien i fugtsiverne, og prøv at finde yderligere beviser for kilden til salte til Don Juan Pond.

"Hvis vi accepterer, at teorien om dybt grundvand er sand, så kunne det, vi ser, være en del af en større proces, der involverer en ret omfattende akvifer, " sagde Toner. "Når man tænker på konsekvenserne for et lignende miljø på Mars, det er meget mere spændende end blot et lokaliseret overfladefænomen."