Jednym z najgłębszych podobieństw między Ziemią a Marsem, który czyni go popularnym celem badań i eksploracji, jest obecność lodu wodnego na jego powierzchni (głównie w postaci polarnych czap lodowych). Być może jeszcze bardziej interesująca jest obecność lodowców pod powierzchnią, o czym naukowcy spekulowali na długo przed potwierdzeniem ich obecności.
Te krypty pod powierzchnią wody mogą nam wiele powiedzieć o historii Marsa, a nawet mogą być nieocenionym zasobem, jeśli ludzie kiedyś zdecydują się uczynić Marsa swoim domem. Według ostatnich badań przeprowadzonych przez parę naukowców z uniwersytetów w Teksasie w Austin i Arizonie, pod północną polarną czapą lodową znajdują się również warstwy lodu, które mogą być największym zbiornikiem wody na naszej planecie.
Odkrycia były przedmiotem badania, które niedawno opublikowano w Listy z badań geofizycznych. Badanie prowadził Stefano Nerozzi, absolwent Uniwersytetu Teksańskiego w Austin's Institute of Geophysics (UTIG), a asystował mu profesor Jack Holt z Lunar and Planetary Laboratory (LPL) z University of Arizona.
Ze względu na swoje badania Nerozzi i prof. Holt oparli się na danych zebranych przez instrument Shallow Radar (SHARAD) na pokładzie Mars Reconnaissance Orbiter's (MRO) - który jest w stanie przebić do 2,4 km (1,5 mi) poniżej powierzchni za pomocą fal radarowych. Zgłosili, że odkryli kilka warstw piasku i lodu około 1,6 km (1 milę) pod biegunem północnym Marsa.
W niektórych miejscach stwierdzono, że warstwy te stanowią 90% wody i uważa się je za pozostałości starożytnych pokryw lodowych polarnych. Po stopieniu naukowcy wskazują, że stworzyliby globalny ocean o głębokości co najmniej 1,5 metra (5 stóp). Jak wyjaśnił Nerozzi w komunikacie prasowym UT News, odkrycie to było dość zaskakujące. „Nie spodziewaliśmy się, że znajdziemy tu tyle lodu z wodą” - powiedział. „To prawdopodobnie czyni go trzecim co do wielkości zbiornikiem wodnym na Marsie po czapach polarnych”.
Odkrycia zostały potwierdzone w oddzielnym badaniu (w którym Nerozzi był współautorem), który był prowadzony przez naukowców z Johns Hopkins University i również pojawił się w Listy z badań geofizycznych. W tym badaniu zespół oparł się na danych grawitacyjnych, aby nałożyć ograniczenia na gęstość obszaru poniżej czapy polarnej. Na podstawie uzyskanych odczytów o niskiej gęstości oszacowali, że warstwy lodu i piasku stanowią łącznie ponad 50% wody.
Odkrycie to jest dobrodziejstwem dla naukowców, ponieważ warstwy te są zasadniczo zapisem zmian klimatu w przeszłości, a ich analiza może ujawnić kilka bardzo interesujących rzeczy w historii planety. Krótko mówiąc, geometria i skład tych warstw może pomóc naukowcom ustalić, czy marsjański klimat był kiedykolwiek sprzyjający życiu.
Jeśli chodzi o to, jak cała ta woda się tam dostała, autorzy teoretyzowali, że powstali w poprzednich okresach ocieplenia i ochłodzenia na Marsie. Naukowcy od pewnego czasu wiedzą, że na Marsie mają miejsce zdarzenia lodowcowe, które są napędzane przez zmiany orbity i przechyłu planety (podobnie jak Ziemia). Przez okres około 50 000 lat Mars przechyla się bardziej w stronę Słońca, zanim stopniowo powraca do pozycji pionowej.
Gdy Mars siedzi bardziej pionowo, równikowy obszar ociepla się, podczas gdy północny obszar polarny ochładza się, powodując postęp pokrywy lodowej. Kiedy planeta przechyla się w kierunku Słońca, region polarny ogrzewa się, powodując stopienie czap lodowych. W tych czasach resztki pokryw lodowych zostaną pokryte piaskiem, co historycznie chroniło je przed ekspozycją na Słońce i rozproszeniem w atmosferze.
Holt, który był profesorem naukowym w UTIG przez 19 lat, zanim dołączył do University of Arizona w 2018 r., Był wspólnym badaczem z zespołem naukowym SHARAD od czasu przybycia MRO na Marsa w 2006 r. Korzystając z danych z tego instrumentu, MRO było również w stanie potwierdzić obecność lodowców podpowierzchniowych wokół środkowej części Marsa
„Zaskakujące jest to, że całkowita objętość wody zamkniętej w tych zakopanych złożach polarnych jest mniej więcej taka sama, jak cały lód wodny, o którym wiadomo, że istnieje w lodowcach i warstwach zakopanego lodu na mniejszych szerokościach geograficznych na Marsie, i są one w przybliżeniu w tym samym wieku”
Wcześniej naukowcy sądzili, że starożytne czapy lodowe zostały utracone, ale badanie to ujawnia, że północna pokrywa lodowa przetrwała pod powierzchnią planety, ułożoną jako naprzemienne pasma lodu i piasku. To badanie nie tylko jest sprzeczne z tym założeniem, ale także dostarcza nowych i ważnych informacji na temat wymiany lodu wodnego między biegunami Marsa i środkowymi szerokościami geograficznymi.
Inną ekscytującą możliwością jest sposób, w jaki badanie tych lodowców może pomóc ustalić, czy Mars kiedykolwiek nadawał się do zamieszkania. Jak wyjaśnił Nerozzi:
„Zrozumienie, ile wody było dostępne na całym świecie w porównaniu z biegunami, jest ważne, jeśli zamierzasz mieć płynną wodę na Marsie. Możesz mieć odpowiednie warunki do życia, ale jeśli większość wody zostanie zablokowana na biegunach, trudno będzie mieć wystarczającą ilość ciekłej wody w pobliżu równika. ”
Dzięki rosnącej liczbie robotycznych misji, które zostały wysłane na Marsa, to, co wiemy o planecie, znacznie wzrosło. I z każdym nowym odkryciem staje się oczywista potrzeba dalszych badań. Któregoś dnia wkrótce możemy zwiększyć te wysiłki, wysyłając tam ludzkich astronautów, co może nawet utorować drogę dla ludzkich osadników.
A kiedy ci ludzie przybędą, obecność lodowców podpowierzchniowych odegra ważną rolę ich starania.
