Enligt jordens standarder, Mars yta är bilden av ödeläggelsen. Det är inte bara bestrålat och tillräckligt kallt för att få Antarktis att se ljummen ut, men det är också tusen gånger torrare än de torraste platserna på jorden. Dock, under den supertorra ytan på den röda planeten, det finns rikliga tillgångar av vattenis som en dag skulle kunna vara tillgänglig för mänskliga upptäcktsresande (och till och med nybyggare).

Detta är särskilt fallet i mitten av latitudregionen känd som Arcadia Planitia, en slät slätt belägen i Mars norra lågland. Enligt ny forskning utförd med stöd från NASA:s Jet Propulsion Laboratory (JPL), regionen visar tecken på glaciärer och glaciäraktivitet. Dessa fynd kan visa sig vara mycket användbara för framtida mänskliga landningar och utforskning av Mars, för att inte tala om potentiell uppgörelse.

Studien, som nyligen publicerades i den vetenskapliga tidskriften Ikaros , leddes av Shannon Hibbard – en Ph.D. kandidat i geologi och planetvetenskap vid University of Western Ontario (UWO). Hon fick sällskap av Dr Gordon R. Osinski från UWO:s Institute for Earth and Space Exploration (IESE), och Etienne Godin, en dataforskare vid Center for Northern Studies vid Laval University; och Nathan Williams och Matthew Golombek från NASA JPL.

Finns det is på Mars?

Spekulationerna om förekomsten av is på Mars går tillbaka århundraden men förblev osäkra tills NASA:s vikingauppdrag blev det andra och tredje uppdraget att landa på Mars på 1970-talet. Dessa noterade närvaron av atmosfärisk vattenånga och glaciärliknande egenskaper, som innefattade utbredda krusningar och ansamlingar av okonsoliderat material (moräner).

Dessa egenskaper förknippas ofta med glaciala landskap här på jorden. Eftersom det ännu inte var bekräftat att Mars en gång hade vatten på sin yta, det vetenskapliga samfundet hänvisade försiktigt till dessa egenskaper som "viskösa flödesegenskaper". Och eftersom exponerad vattenis sublimeras på Mars från det låga lufttrycket och exponeringen för solstrålning, forskare förmodade att dessa glaciärer skulle behöva skyddas av ett tjockt lager av regolit.

År 2002, sensordata som erhållits av Mars Odyssey orbiter bekräftade närvaron av vattenis under ytan i mitten av latitudregionen på Mars. Dessa fynd bekräftades 2008 av Phoenix Lander, som noterade närvaron av vattenis under ytan i den norra arktiska slätten. Sedan kom Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), som upptäckte rikligt med underjordisk vattenis under de platta slätterna i Arcadia Planitia.

MRO:s markpenetrerande radar indikerade att denna is sträckte sig från ytan (under ett lager av damm och skräp) nedåt till ett djup av 38 meter (~125 fot). Data som tillhandahållits av dessa och andra uppdrag har samlat data som har gjort det möjligt för forskare att kartlägga, katalog, och kategorisera tusentals funktioner som sannolikt är resultatet av glaciäraktivitet.

Glaciärer i regionen

För deras studiers skull, Hibbard och hennes kollegor kartlade dussintals ytegenskaper i Arcadia Planitia, letar efter samma slags "slingrande egenskaper". I processen, de hittade krusningar och fåror i dalar och på sluttningar, som är typiska varhelst isen flödade nedför. Dock, Hubbard och hennes team hittade också dessa egenskaper i en platt liggande region i Arcadia Planitia som var isolerad från alla bluffar eller sluttningar.

Detta lämnade bara en möjlighet, vilket är att glaciärer en gång strömmade över dessa platta områden på ytan också. Som Hibbard förklarade i en intervju med GlacierHub:

"Att hitta möjliga flödesfunktioner i denna plattliggande region var mycket spännande. Tidigare studier har föreslagit att det finns ett begravt inlandsis på vår studieplats, och våra bevis på kanaliserad is inom detta inlandsis indikerar att det finns mer komplex glacial dynamik till hands på Mars."

För att avgöra vad som skulle få denna inlandsis att flyta, Hibbard och hennes team jämförde flödesegenskaperna i Arcadia Planitia med liknande egenskaper som finns i Antarktis isströmmar – där områden i det platta inlandsisen rör sig snabbare än omgivningen. Även om forskare inte vet den exakta orsaken till dessa isströmmar, de har dragit slutsatsen att det kan bero på en kombination av underjordisk topografi och smältning i botten av inlandsisen.

När det gäller Arcadia Planitia, inlandsisen har slutat rinna sedan dess och blivit en stillastående isström, ackumulerar ett tjockare lager av ytskräp. Dessa unika egenskaper utgör en viktig möjlighet för framtida besättningsuppdrag till Mars. Kortfattat, skulle denna vattenis kunna utvinnas för mänsklig konsumtion?

Människoklassade uppdrag

Medan de flesta glaciärer på Mars och deras underjordiska is ligger nära bluffar och på sluttningar, Arcadia Planitia-glaciären bildar en tempererad platt inlandsis som är nära ytan. Vad mer, det finns få geografiska faror att kämpa med (såsom stenblock och skräp) vilket gör det både till en idealisk landningsplats och en bra plats för resursanvändning på plats (ISRU) under framtida mänskliga uppdrag.

Detta skiljer den från glaciala fläckar som är närmare polarområdena, som är lättillgängliga, men som är extremt kalla jämfört med mellanbreddgraderna. Som Germán Martínez, en stabsforskare vid Lunar and Planetary Institute (LPI), sa i ett uttalande till GlacierHub:

" n allmänt, det är mer möjligt att gå till låga och medelstora breddgrader, där temperaturen är mildare och solenergi är tillgänglig under hela året … på dessa mellan- och låga breddgrader, fastän, vattenis är vanligtvis djupare i underytan än på polära breddgrader."