Der eisige Südpol des Mars. (ESA/G. Neukum, Freie Universitaet, Berlin/Bill Dunford, CC BY-NC 3.0) Die Oberfläche von Mars ist bekannt für seine Trockenheit. Der gesamte Planet ist eine staubige, karge Wüste – ein Ödland aus Gestein und in manchen Regionen auch Eis; sondern aus flüssigem Wasser, kein bestätigter Rückgang wurde gefunden.
Aber im Jahr 2018 , enthüllten Wissenschaftler eine brisante Entdeckung: Sie hatten Hinweise auf ein riesiges unterirdisches Reservoir flüssigen Wassers am Südpol des Mars gefunden.
Jetzt haben sie diese Entdeckung einen entscheidenden Schritt vorangebracht. Unter der südlichen Polareiskappe gibt es nicht nur einen, sondern ein ganzes Netzwerk aus mehreren Seen. Und das bedeutet, dass das erste Reservoir kein Einzelstück oder eine Laune marsianischen Ursprungs war.
„Die Existenz eines einzelnen subglazialen Sees könnte auf Ad-hoc-Bedingungen zurückgeführt werden, etwa auf das Vorhandensein eines Vulkans unter der Eisdecke oder auf eine andere Situation, die nur an dem Ort auftritt, an dem wir den ersten subglazialen See gefunden haben“, erklärte die Geophysikerin Elena Pettinelli der Universität Rom III in Italien an Energyeffic. Sie leitete die Forschung zusammen mit ihrem Kollegen Sebastian Emanuel Lauro.
„Die Entdeckung eines ganzen Systems von Seen lässt darauf schließen, dass der Entstehungsprozess relativ einfach und möglicherweise häufig vorkommt.“
Der erste subglaziale See wurde vor etwas mehr als zwei Jahren angekündigt. Es wurde mit dem Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding (MARSIS)-Instrument auf dem Mars Express-Orbiter entdeckt.
Dabei kommt die gleiche Technik zum Einsatz, mit der wir subglaziale Seen in der Antarktis finden: Radiowellen werden von einer Oberfläche reflektiert und die Echos gemessen, um nach Signaländerungen zu suchen, um eine Topographie zu charakterisieren.
Diese Radaruntersuchungen ergaben zunächst einen einzelnen subglazialen See 1,5 Kilometer (0,93 Meilen) unter der südlichen Polareiskappe mit einem Durchmesser von 20 Kilometern (12,4 Meilen).
„Einige Materialarten reflektieren Radarsignale besser als andere, und flüssiges Wasser ist eines dieser ‚Materialien‘“, sagte eine der Forscherinnen, die Planetenforscherin Graziella Caparelli von der University of Southern Queensland in Australien, gegenüber Energyeffic.
„Wenn also die Signale aus dem Untergrund stärker sind als die von der Oberfläche reflektierten, können wir bestätigen, dass wir uns in der Gegenwart von flüssigem Wasser befinden.“ Für den gleichen Zweck werden Radargeräte auf der Erde eingesetzt (wo wir die Ergebnisse direkt überprüfen können), daher sind wir sicher, dass die Technik zuverlässig ist.“
Seitdem hat das Team weitere Untersuchungen an einem Datensatz durchgeführt, der fast ein Jahrzehnt von 2010 bis 2019 umfasst. Und bei einer neuen Analyse dieser Daten fanden sie drei neue hell reflektierende Flecken.
Mit anderen Worten, ein Netzwerk von subglazialen Seen, die durch Regionen aus Trockenstein getrennt sind und unter dem Südpol unweit des ursprünglichen Sees verborgen liegen.
Karte der Radardaten. Blaue Bereiche reflektieren stark und weisen auf flüssiges Wasser hin. (Lauro et al., Naturastronomie , 2020)
„In einer terrestrischen subglazialen Umgebung sind solch starke Reflexionen unter dem Eis mit dem Vorhandensein von Basalwasser verbunden; Soweit wir wissen, gibt es keine anderen physikalischen Mechanismen, die eine so starke Anomalie erzeugen können“, sagte Pettinelli.
„Wichtig ist, dass wir mit fortschrittlicheren Datenverarbeitungs- und Analysemethoden dieselben Ergebnisse erzielt haben wie für unsere Arbeit aus dem Jahr 2018, und dass wir nach der Durchführung eines so strengen Datenanalyseprozesses das Vorhandensein dieses Sees bestätigt und andere Seen gefunden haben, lässt uns ziemlich zuversichtlich sein, was unsere Interpretation angeht, dass es sich bei der Flüssigkeit um Wasser handelt.‘
Wenn es sich außerdem um flüssiges Wasser handelt, handelt es sich wahrscheinlich um Salzwasser. Extrem salziges Wasser. Der Mars ist nämlich sehr kalt, und obwohl das Innere wärmer als die Oberfläche ist, ist er immer noch kalt genug, um Süßwasser zu gefrieren. Im Jahr 2018 schätzte das Team, dass der gefundene See eine Temperatur von etwa 205 Kelvin (-68,15 Grad Celsius oder -90,67 Grad Fahrenheit) haben würde.
Aber Salz senkt den Gefrierpunkt von Wasser, und zwar erheblich. Als Team Anmerkung in ihrer Arbeit Mit Salzen von Kalzium und Magnesium angereichertes Wasser kann bei Temperaturen von nur 150 Kelvin über sehr lange Zeiträume flüssig bleiben. Und der Mars ist, wie wir aus der Erkundung der Oberfläche wissen, reich an Kalzium- und Magnesiumsalzen sowie Natrium.
Daher ist die Entdeckung weiterer salziger subglazialer Seen von großer Bedeutung. Das bedeutet, dass sie sich leicht bilden und über geologische Zeitskalen hinweg bestehen bleiben können – was ein wichtiger Teil im langjährigen Puzzle der Wasser- und Klimageschichte des Mars ist. Und es hat auch wichtige Auswirkungen auf die Suche nach Mars-Mikroben.
„Diese Seen existierten wahrscheinlich während eines Großteils der Marsgeschichte“ sagte der Planetenforscher Roberto Orosei vom Nationalen Institut für Astrophysik in Italien und Hauptforscher für MARSIS.
„Aus diesem Grund könnten sie immer noch Spuren von Lebensformen enthalten, die sich entwickelt haben könnten, als der Mars eine dichte Atmosphäre, ein milderes Klima und flüssiges Wasser auf der Oberfläche hatte, ähnlich wie auf der frühen Erde.“
Es ist sogar möglich, dass in diesen Seen noch mikrobielles Leben gedeiht.
Wir wissen, dass solche in einigen leben können die salzigsten und unwirtlichsten Orte, die die Erde zu bieten hat , sowie subglaziale Stauseen . Natürlich sind wir noch sehr, sehr weit davon entfernt, eine solche Entdeckung zu machen und das Marswasser aus der Nähe zu untersuchen könnte gegen den Weltraumvertrag von 1967 verstoßen . Aber es lohnt sich, darüber nachzudenken.
Der nächste Schritt des Teams besteht darin, anderswo auf dem Mars nach Wasser zu suchen. Es ist unklar, ob es in niedrigeren Breiten unterirdische Stauseen geben könnte, aber der Nordpol hat eine eigene mächtige Eiskappe.
„Es ist nicht unplausibel, dass es auch Basalseen unter der Nordpol-Eiskappe gibt“, sagte Caparelli.
„Die Datenanalyse einiger Daten, die auf die gleiche Weise erfasst wurden wie diejenigen, die es uns ermöglichten, die subglazialen Seen am Südpol zu ‚sehen‘, hat jedoch gerade erst begonnen.“
Daher werden wir gespannt auf die Ergebnisse warten, sobald das Team sie analysiert hat. In einer idealen Welt würde Pettinelli unterdessen gerne Lander schicken, um seismische Überwachungen durchzuführen und die Tiefen dieser Stauseen auszuloten.
„Aktive seismische Prospektionstechniken, wie sie üblicherweise auf der Erde zur Entdeckung von Ölvorkommen eingesetzt werden, wären am besten geeignet und wurden in der Antarktis zur Entdeckung des Grundes der Seen eingesetzt.“ „Diese Techniken könnten Aufschluss über die Wassertiefe und die Geometrie der Gewässer geben“, sagte sie gegenüber Energyeffic.
Da Marslander jedoch schwierig und teuer sind und die Einrichtung der seismischen Monitore eine Herausforderung darstellen würde, werden wir möglicherweise lange darauf warten.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturastronomie .