Forskare som tar en ny titt på äldre data från NASA:s längsta fungerande Mars-orbiter har upptäckt bevis på betydande hydrering nära ekvatorn på Mars-en mystisk signatur i en region på den röda planeten där planetforskare tror att is inte borde finnas.

Jack Wilson, en postdoktorand forskare vid Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland, ledde ett team som omarbetade data som samlats in från 2002 till 2009 av neutronspektrometerinstrumentet på NASA:s Mars Odyssey-rymdfarkost. Genom att föra kompositionsdata med lägre upplösning till skarpare fokus, forskarna upptäckte oväntat stora mängder väte - vilket vid höga breddgrader är ett tecken på begravd vattenis - runt delar av Mars -ekvatorn.

En tillgänglig tillgång till vattenis nära ekvatorn skulle vara av intresse för att planera astronaututforskning av Mars. Mängden levererad massa som behövs för mänsklig prospektering kan minskas kraftigt genom att använda Mars -naturresurser för en vattenförsörjning och som råvara för att producera vätebränsle.

Genom att tillämpa bildrekonstruktionstekniker som ofta används för att minska suddighet och ta bort "brus" från medicinska eller rymdfarkosters bilddata, Wilsons team förbättrade den rumsliga upplösningen av data från cirka 320 miles till 180 miles (520 kilometer till 290 kilometer). "Det var som om vi hade halverat rymdfarkostens orbitalhöjd, "Sa Wilson, "och det gav oss en mycket bättre bild av vad som händer på ytan."

Neutronspektrometern kan inte direkt detektera vatten, men genom att mäta neutroner, det kan hjälpa forskare att beräkna mängden väte – och sluta sig till närvaron av vatten eller andra vätebärande ämnen. Mars Odysseys första stora upptäckt, år 2002, fanns rikligt med väte precis under ytan på höga breddgrader. 2008, NASA:s Phoenix Mars Lander bekräftade att vätet var i form av vattenis. Men på lägre breddgrader på Mars, vattenis anses inte vara termodynamiskt stabilt på något djup. Spåren av överskott av väte som Odysseys ursprungliga data visade på lägre breddgrader förklarades inledningsvis som hydratiserade mineraler, som andra rymdfarkoster och instrument sedan har observerat.

Wilsons team koncentrerade sig på dessa ekvatorialområden, särskilt med en 600 mil (1, 000 kilometer) sträcka av lös, lätt eroderbart material mellan norra låglandet och södra höglandet längs Medusae Fossae -formationen. Radarsoundande skanningar i området har antytt förekomsten av lågdensitets vulkaniska avlagringar eller vattenis under ytan, "men om det upptäckta vätet begravdes is inom den övre metern av ytan, det skulle finnas mer än vad som skulle passa in i porutrymmet i jorden, "Sa Wilson. Radardata kom från både Shallow Radar på NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter och Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding på European Space Agency's Mars Express orbiter och skulle överensstämma med ingen is under vattenytan nära ekvatorn.

Hur vattenis kan bevaras där är ett mysterium. En ledande teori tyder på att en is- och dammblandning från polarområdena kunde cirkulera genom atmosfären när Mars axiella lutning var större än den är idag. Men dessa förhållanden inträffade senast för hundratusentals till miljoner år sedan. Vattenisen förväntas inte vara stabil på något djup i det området idag, Wilson sa, och all is som deponerats där borde vara borta. Ytterligare skydd kan komma från ett skydd av damm och en härdad "duricrust" som fångar upp fukten under ytan, men detta är osannolikt att förhindra isförlust över tidsskalor för de axiella lutningscyklerna.

"Kanske signaturen kan förklaras i form av omfattande avlagringar av hydratiserade salter, men hur dessa hydratiserade salter kom till i formationen är också svårt att förklara, "Tillade Wilson." Så för tillfället, signaturen förblir ett mysterium som är värt att studera vidare, och Mars fortsätter att överraska oss."

Wilson ledde forskningen vid Durham University i Storbritannien. Hans team - som inkluderar medlemmar från NASA Ames Research Center, Planetary Science Institute och Research Institute in Astrophysics and Planetology - publicerade sina resultat i somras i tidskriften Ikaros .