Den ljusa vita delen av denna bild visar den isiga mössan som täcker Mars sydpol, består av fruset vatten och frusen koldioxid. Kredit:ESA/DLR/FU Berlin/Bill Dunford
En ny tidning hittar fler radarsignaler som tyder på närvaron av underjordiska sjöar, " men många är i områden som är för kalla för att vattnet ska förbli flytande.
Under 2018, forskare som arbetar med data från ESA:s (Europeiska rymdorganisationens) Mars Express orbiter tillkännagav en överraskande upptäckt:Signaler från ett radarinstrument som reflekterades från den röda planetens sydpol verkade avslöja en flytande sjö under ytan. Flera fler sådana reflektioner har aviserats sedan dess.
I en ny artikel publicerad i tidskriften Geofysiska forskningsbrev , två forskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien beskriver att de hittat dussintals liknande radarreflektioner runt sydpolen efter att ha analyserat en bredare uppsättning Mars Express-data, men många är i områden som borde vara för kalla för att vattnet ska förbli flytande.
"Vi är inte säkra på om dessa signaler är flytande vatten eller inte, men de verkar vara mycket mer utbredda än vad den ursprungliga tidningen fann, " sa Jeffrey Plaut från JPL, medföreståndare för orbiterns MARSIS-instrument (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding), som byggdes gemensamt av den italienska rymdorganisationen och JPL. "Antingen är flytande vatten vanligt under Mars sydpol eller så tyder dessa signaler på något annat."
Europeiska rymdorganisationens Mars Express flyger över den röda planeten i denna illustration. Kredit: ESA/NASA/JPL-Caltech
Fryst Time Capsule
Radarsignalerna som ursprungligen tolkades som flytande vatten hittades i en region på Mars som kallas South Polar Layered Deposits, uppkallad efter de omväxlande lagren av vattenis, torris (fryst koldioxid), och damm som har lagt sig där under miljontals år. Dessa lager tros ge ett register över hur lutningen i Mars axel har skiftat över tiden, precis som förändringar i jordens lutning har skapat istider och varmare perioder genom hela vår planets historia. När Mars hade en lägre axiell lutning, snöfall och lager av damm samlades i regionen och bildade så småningom det tjocka inlandsisen som finns där idag.
Genom att stråla ut radiovågor på ytan, forskare kan titta under dessa isiga lager, kartlägga dem i detalj. Radiovågor förlorar energi när de passerar genom material i underytan; när de reflekterar tillbaka till rymdskeppet, de har vanligtvis en svagare signal. Men i vissa fall, signaler som återvände från denna regions underyta var ljusare än de vid ytan. Vissa forskare har tolkat dessa signaler för att antyda närvaron av flytande vatten, som starkt reflekterar radiovågor.
Plaut och Aditya Khuller, en doktorand vid Arizona State University som arbetade med tidningen medan han var praktikant vid JPL, är inte säker på vad signalerna indikerar. De områden som antas innehålla flytande vatten sträcker sig över 10 till 20 kilometer (6 till 12 miles) i en relativt liten del av Marss sydpol. Khuller och Plaut utökade sökandet efter liknande starka radiosignaler till 44, 000 mätningar spridda över 15 år av MARSIS-data över hela Mars södra polarområdet.
De färgade prickarna representerar platser där ljusa radarreflektioner har upptäckts av ESA:s Mars Express-bana vid Mars södra polarmössa. Kredit: ESA/NASA/JPL-Caltech
Oväntade "Lakes"
Analysen avslöjade dussintals ytterligare ljusa radarreflektioner över ett mycket större område av område och djup än någonsin tidigare. På några ställen, de var mindre än en mil från ytan, där temperaturen beräknas vara minus 81 grader Fahrenheit (minus 63 grader Celsius) – så kallt att vattnet skulle frysa, även om det innehöll salta mineraler som kallas perklorater, som kan sänka vattnets fryspunkt.
Khuller noterade ett dokument från 2019 där forskare beräknade värmen som behövs för att smälta is under ytan i denna region, fann att endast nyligen genomförd vulkanism under ytan kunde förklara den potentiella närvaron av flytande vatten under sydpolen.
"De fann att det skulle ta dubbelt så mycket som det uppskattade geotermiska värmeflödet från Mars för att hålla detta vatten flytande, " Khuller sa. "Ett möjligt sätt att få denna mängd värme är genom vulkanism. Dock, vi har inte riktigt sett några starka bevis för den senaste tidens vulkanism på sydpolen, så det verkar osannolikt att vulkanisk aktivitet skulle tillåta flytande vatten under ytan att finnas i hela denna region."
Vad förklarar de ljusa reflektionerna om de inte är flytande vatten? Författarna kan inte säga säkert. Men deras papper erbjuder forskarna en detaljerad karta över regionen som innehåller ledtrådar till Mars klimathistoria, inklusive vattnets roll i dess olika former.
"Vår kartläggning tar oss några steg närmare att förstå både omfattningen och orsaken till dessa förbryllande radarreflektioner, sa Plaut.
