• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Leror, inte vatten, är sannolikt källan till Mars sjöar

    Den här bilden tagen av NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter visar inlandsisar vid Mars sydpol. Rymdfarkosten upptäckte leror i närheten av denna is; forskare har föreslagit att sådana leror är källan till radarreflektioner som tidigare har tolkats som flytande vatten. Kredit:NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/JHU

    Tre studier publicerade under den senaste månaden har ställt tvivel om premissen för underjordiska sjöar under Marss sydpol.

    Där det finns vatten, det finns liv. Så är det på jorden, åtminstone, och även varför forskare förblir retade av några bevis som tyder på att det finns flytande vatten på kyla, torr Mars. Den röda planeten är en svår plats att leta efter flytande vatten:Även om det finns gott om is, allt vatten som är tillräckligt varmt för att vara flytande på ytan skulle räcka i bara några ögonblick innan det förvandlades till ånga i Mars striga luft.

    Därav intresset som genererades under 2018, när ett team ledd av Roberto Orosei från Italiens Istituto Nazionale di Astrofisica meddelade att de hade hittat bevis på underjordiska sjöar djupt under istäcket vid Mars sydpol. Bevisen de citerade kom från ett radarinstrument ombord på ESA (European Space Agency) Mars Express orbiter.

    Radarsignaler, som kan penetrera sten och is, förändras när de reflekteras från olika material. I detta fall, de producerade särskilt ljusa signaler under polarlocket som kunde tolkas som flytande vatten. Möjligheten till en potentiellt beboelig miljö för mikrober var spännande.

    Men efter att ha tittat närmare på uppgifterna, tillsammans med experiment i ett kallt laboratorium här på jorden, vissa forskare tänker nu på lera, inte vatten, kanske skapar signalerna. Under den senaste månaden, en trio nya tidningar har avslöjat mysteriet – och kan ha torkat ut sjöhypotesen.

    Ett vetenskapligt ekosystem

    Mars polarforskare tillhör en liten, sammansvetsad gemenskap. Inte långt efter att sjöarnas tidning publicerades, cirka 80 av dessa forskare träffades för den internationella konferensen om Mars polarvetenskap och utforskning i Ushuaia, en kustby vid Argentinas södra spets.

    Sammankomster som dessa ger möjlighet att testa nya teorier och utmana varandras perspektiv. "Samhällen kan skapa sina egna små vetenskapliga ekosystem, " sa Jeffrey Plaut från NASA:s Jet Propulsion Laboratory, en av forskarna som reste till konferensen. Han är också chefsutredare, tillsammans med Orosei, av instrumentet bakom de spännande radarsignalerna, kallas MARSIS, eller Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding. "Dessa samhällen kan vara självförsörjande, " han fortsatte, "eftersom du studsar en fråga från någon och kanske ett eller två år senare hjälper de dig att komma på ett svar."

    Mycket prat kretsade kring de underjordiska sjöarna. Hur mycket värme skulle det ta för att hålla vattnet flytande under all den isen? Kan saltlösning sänka vattnets fryspunkt tillräckligt för att hålla det flytande?

    De färgade prickarna representerar platser där ljusa radarreflektioner har upptäckts av ESA:s Mars Express-bana vid Mars södra polarmössa. Sådana reflektioner tolkades tidigare som flytande vatten under ytan, men deras förekomst och närhet till den kyliga ytan tyder på att de kan vara något annat. Kredit:ESA/NASA/JPL-Caltech

    Självklart, det skulle inte vara första gången en spännande vattenrelaterad hypotes satte igång en uppsjö av undersökningar. 2015, NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter hittade vad som såg ut som strimmor av fuktig sand som rann nerför sluttningar, ett fenomen som kallas "recurring slope lineae". Men upprepade observationer med hjälp av rymdfarkostens HiRISE-eller High-Resolution Imaging Science Experiment-kamera har sedan dess visat att detta är mer troligt resultatet av sandflöden. En tidning som släpptes tidigare i år hittade många återkommande sluttningslinjer efter en global dammstorm på Mars 2018. Fyndet antydde att damm som lägger sig på sluttningar utlöser sandflöden, som, i tur och ordning, exponera de mörkare underjordiska materialen som ger linjerna sin distinkta färg.

    Som med hypotesen om fuktig sand, flera forskare började fundera på sätt att testa hypotesen om underjordiska sjöar. "Det fanns en känsla av att vi borde försöka ta itu med detta, " sa Isaac Smith från York University i Toronto, som organiserade konferensen i Ushuaia och ledde den senaste studien som visar att leror kan förklara observationerna.

    För kallt för sjöar

    Bland dessa forskare var Plaut. Han och Aditya Khuller, en doktorand vid Arizona State University som studerade vid JPL, analyserade 44, 000 radarekon från basen av polarlocket över 15 års MARSIS-data. De visade dussintals fler ljusa reflektioner som de i 2018 års studie. Men i deras senaste tidning publicerad i Geofysiska forskningsbrev , de hittade många av dessa signaler i områden nära ytan, där det borde vara för kallt för att vattnet ska förbli flytande, även när det blandas med perklorater, ett slags salt som vanligtvis finns på Mars som kan sänka vattnets frystemperatur.

    Två separata team av forskare analyserade sedan radarsignalerna för att avgöra om något annat kunde producera dessa signaler.

    Carver Bierson från ASU avslutade en teoretisk studie som antydde flera möjliga material som kan orsaka signalerna, inklusive leror, metallhaltiga mineraler, och salthaltig is. Men York Universitys Isaac Smith, att veta att en grupp leror som kallas smektiter fanns över hela Mars, gick vidare i en separat, tredje artikeln:Han mätte smektitegenskaper i ett labb.

    Smectiter ser ut som vanliga stenar men bildades av flytande vatten för länge sedan. Smith satte flera smektitprover i en cylinder utformad för att mäta hur radarsignaler skulle interagera med dem. Han sköljde också över dem med flytande kväve, frysa dem till minus 58 grader Fahrenheit (minus 50 grader Celsius) – nära vad de skulle vara vid Mars sydpol.

    "Labben var kall, " sa Smith. "Det var vinter i Kanada på den tiden, och att pumpa in flytande kväve i rummet gjorde det kallare. Jag var inbunden i en hatt, jacka, handskar, scarf, och en mask på grund av COVID-19. Det var ganska obehagligt."

    Efter att ha fryst lerproverna, Smith fann att deras svar nästan perfekt matchade MARSIS radarobservationer. Sedan, han och hans team kollade efter leror som fanns på Mars nära dessa radarobservationer. De förlitade sig på data från MRO, som bär en mineralkartare som kallas Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer, eller CRISM.

    Bingo. Även om CRISM inte kan titta genom isen, Smith hittade smektiter utspridda i närheten av sydpolens inlandsis. Smiths team visade att frusen smektit kan göra reflektionerna - inga ovanliga mängder salt eller värme krävs - och att de finns på sydpolen.

    Det finns inget sätt att bekräfta vad de ljusa radarsignalerna är utan att landa på Mars sydpol och gräva genom miles av is. Men de senaste tidningarna har erbjudit rimliga förklaringar som är mer logiska än flytande vatten.

    "Inom planetvetenskap, vi går ofta bara närmare sanningen, ", sa Plaut. "Originalpapperet bevisade inte att det var vatten, och dessa nya papper bevisar inte att det inte är det. Men vi försöker begränsa möjligheterna så mycket som möjligt för att nå konsensus."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com