Marss sydpol. En ny studie i Geofysiska forskningsbrev hävdar att det måste finnas en underjordisk värmekälla för att flytande vatten ska finnas under polarisen. Kredit:NASA.
En studie som publicerades förra året i tidskriften Science antydde att flytande vatten finns under Mars södra polaris. Nu, en ny studie i AGU-tidskriften Geofysiska forskningsbrev hävdar att det måste finnas en underjordisk värmekälla för att flytande vatten ska finnas under polarisen.
Den nya forskningen tar inte ställning för om det flytande vattnet finns. Istället, författarna föreslår att den senaste tidens magmatiska aktivitet – bildandet av en magmakammare under de senaste hundra tusen åren – måste ha inträffat under Mars yta för att det ska finnas tillräckligt med värme för att producera flytande vatten under den kilometer och en halv tjocka isen keps. På baksidan, studiens författare hävdar att om det inte fanns nyligen magmatisk aktivitet under Mars yta, då finns det sannolikt inte flytande vatten under inlandsisen.
"Olika människor kan gå olika vägar med detta, och vi är verkligen intresserade av att se hur samhället reagerar på det, " sa Michael Sori, en biträdande forskare vid Lunar and Planetary Laboratory vid University of Arizona och en av huvudförfattare till den nya artikeln.
Den potentiella närvaron av senaste underjordisk magmatisk aktivitet på Mars ger tyngd åt tanken att Mars är en aktiv planet, geologiskt sett. Det faktum kan ge forskare en bättre förståelse för hur planeter utvecklas över tiden.
Den nya studien är avsedd att främja debatten kring möjligheten av flytande vatten på Mars. Närvaron av flytande vatten på den röda planeten har konsekvenser för att potentiellt hitta liv utanför jorden och kan också fungera som en resurs för framtida mänsklig utforskning av vår grannplanet.
"Vi tror att om det finns något liv, det måste troligen skyddas i underytan från strålningen, sa Ali Bramson, en postdoktorand forskningsassistent vid Lunar and Planetary Laboratory vid University of Arizona och en av huvudförfattare till den nya artikeln. "Om det fortfarande finns magmatiska processer aktiva idag, kanske var de vanligare på senare tid, och skulle kunna ge mer utbredd basal smältning. Detta skulle kunna ge en mer gynnsam miljö för flytande vatten och därmed kanske, liv."
Undersöker miljön
Mars har två gigantiska inlandsisar vid sina poler, båda ett par kilometer tjocka. På jorden, det är vanligt att flytande vatten finns under tjocka inlandsisar, med planetens värme som gör att isen smälter där den möter jordskorpan.
I en artikel som publicerades förra året i Science, forskare sa att de upptäckt ett liknande fenomen på Mars. De hävdade att radarobservationer upptäckte bevis på flytande vatten vid basen av Mars södra polaris. Dock, Vetenskapsstudien tog inte upp hur det flytande vattnet kunde ha kommit dit.
Mars är mycket svalare än jorden så det var oklart vilken typ av miljö som skulle behövas för att smälta isen vid botten av inlandsisen. Även om tidigare forskning har undersökt om flytande vatten kan finnas vid basen av Mars iskappor, ingen hade ännu tittat på den specifika platsen där Science-studien påstod sig ha upptäckt vatten.
Schematisk över fallet i den nya studien som orsakar ett lokalt förhöjt värmeflöde under Mars södra polaris. Schemat visar en magmakammare med diameter D begravd på ett djup av H (till mitten av kammaren) under det förmodade flytande vattnet, skapar ett förhöjt värmeflöde Q när det svalnar. Kredit:AGU/GRL/Sori och Bramson.
"Vi trodde att det fanns mycket utrymme att ta reda på om [det flytande vattnet] är verkligt, vilken typ av miljö skulle du behöva för att smälta isen i första hand, vilken typ av temperaturer skulle du behöva, vilken typ av geologisk process skulle du behöva? Eftersom under normala förhållanden, det borde vara för kallt, sa Sori.
Letar efter värmen
Den nya studiens författare antog först att detektionen av flytande vatten under inlandsisen var korrekt och arbetade sedan för att ta reda på vilka parametrar som behövdes för att vattnet skulle existera. De utförde fysisk modellering av Mars för att förstå hur mycket värme som kommer ut från planetens inre och om det kunde finnas tillräckligt med salt vid basen av inlandsisen för att smälta isen. Salt sänker isens smältpunkt avsevärt så man trodde att salt kunde ha lett till smältning vid botten av inlandsisen.
Modellen visade att salt ensamt inte skulle höja temperaturen tillräckligt högt för att smälta isen. Istället, författarna föreslår att det måste komma ytterligare värme från Mars inre.
En rimlig värmekälla skulle vara vulkanisk aktivitet i planetens underyta. Studiens författare hävdar att magma från Mars djupa inre steg mot planetens yta omkring 300, 000 år sedan. Det bröt inte ytan, som ett vulkanutbrott, men samlas i en magmakammare under ytan. När magmakammaren svalnade, det släppte ut värme som smälte isen vid botten av inlandsisen. Magmakammaren ger fortfarande värme till inlandsisen för att generera flytande vatten idag.
Idén om vulkanisk aktivitet på Mars är inte ny – det finns många bevis på vulkanism på planetens yta. Men de flesta av de vulkaniska egenskaperna på Mars är från miljoner år sedan, ledde forskare att tro att vulkanisk aktivitet under och över planetens yta upphörde för länge sedan.
Den nya studien, dock, föreslår att det kunde ha förekommit nyare underjordisk vulkanisk aktivitet. Och, om det pågick vulkanisk aktivitet för hundratusentals år sedan, det finns en möjlighet att det kan hända idag, enligt studiens författare.
"Detta skulle innebära att det fortfarande pågår en aktiv magmakammarbildning i Mars inre idag och att det inte bara är en förkylning, typ av död plats, internt, sa Bramson.
Jack Holt, en professor vid vid Lunar and Planetary Laboratory vid University of Arizona, sa att frågan om hur vatten kunde finnas under den södra polarisen kom upp omedelbart efter att Science-artikeln publicerats, och den nya tidningen lägger till en viktig begränsning för möjligheten att vatten finns där. Han sa att det sannolikt kommer att lägga till debatten i det planetariska vetenskapssamhället om upptäckten och påpeka att mer forskning behöver göras för att utvärdera det.
"Jag tycker att det var en bra idé att göra den här typen av modellering och analys eftersom du måste förklara vattnet, om det finns där, och så det är verkligen en viktig pusselbit, sa Holt, som inte var involverad i den nya forskningen men pratade med studiens författare innan de skickade in uppsatsen. "Originalpapperet lät det bara hänga. Det kan finnas vatten där, men du måste förklara det, och de här killarna gjorde ett riktigt bra jobb med att säga vad som krävs och att salt inte är tillräckligt."
