Een team van onderzoekers onder leiding van SETI Institute Senior Research Scientist Janice Bishop, een lid van het SETI Institute NASA Astrobiology Institute (NAI) team, heeft een theorie bedacht over de oorzaak van aardverschuivingen op het oppervlak van Mars.

Eerdere ideeën suggereerden dat vloeibare puinstromen of droge granulaire stromen deze beweging veroorzaakten. Geen van beide modellen kan volledig rekening houden met de seizoensgebonden martian-stroomkenmerken die bekend staan ​​​​als Recurring Slope Lineae (RSL). Het team veronderstelt ook dat het smelten van ijs in de nabije oppervlakte-regoliet veranderingen aan het oppervlak veroorzaakt die het kwetsbaar maken voor stofstormen en wind. Als resultaat, de RSL-kenmerken verschijnen en/of breiden zich tegenwoordig uit op het oppervlak van Mars. Verder, het team gelooft dat de dunne lagen smeltend ijs het resultaat zijn van interacties tussen ondergronds waterijs, chloorzouten en sulfaten, die een onstabiele, vloeistofachtige stromende slush die sinkholes veroorzaakt, grond instorten, oppervlaktestromen en opschudding.

"Ik ben enthousiast over het vooruitzicht van vloeibaar water op microschaal op Mars in nabije oppervlakten waar ijs en zouten aanwezig zijn, "zei Bishop. "Dit kan een revolutie teweegbrengen in ons perspectief op bewoonbaarheid net onder het oppervlak op Mars vandaag."

High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE)-gegevens van de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) tonen RSL op op de zon gerichte hellingen waar ze in de loop van de tijd blijven verschijnen en/of uitbreiden. Eerdere studies hebben gesuggereerd dat RSL gerelateerd is aan chloorzouten en hebben opgemerkt dat ze voorkomen in gebieden met hoge sulfaatontsluitingen. De huidige studie breidt deze waarnemingen uit met een cryosalt-activiteitsmodel in de buurt van het oppervlak op basis van veldwaarnemingen en laboratoriumexperimenten. Mars analoog veldonderzoek op aarde, zoals in de droge valleien van Antarctica, de Dode Zee in Israël, en Salar de Pajonales in de Atacama-woestijn, laten zien dat wanneer zouten een interactie aangaan met gips of water onder de grond, het veroorzaakt verstoringen aan de oppervlakte, inclusief instorting en aardverschuivingen.

"Tijdens mijn veldwerk in Salar de Pajonales, een droog zoutbed in Noord-Chili, Ik heb talloze voorbeelden gezien van de werking van zouten op de plaatselijke geologie. Het is verheugend om te ontdekken dat het ook een rol kan spelen bij het vormen van Mars, " zei Nancy Hinman, Hoogleraar Geowetenschappen aan de Universiteit van Montana en lid van het SETI Institute NAI-team.

Om hun theorie te testen, het team voerde laboratoriumexperimenten uit om te observeren wat er zou gebeuren als ze analoge Mars-monsters, bestaande uit chloorzouten en sulfaten, zouden bevriezen en ontdooien bij lage temperaturen zoals op Mars. Het resultaat was modderige ijsvorming bij -50 °C, gevolgd door het geleidelijk smelten van het ijs van -40 tot -20 °C.

"Het onderzoeken van het gedrag bij lage temperatuur van de analoge permafrost van Mars in het laboratorium met infraroodspectroscopie onthulde dat dunne lagen vloeistofachtig water zich vormden langs korreloppervlakken terwijl de zoute gronden ontdooiden onder het vriespunt, Mars-achtige temperaturen, " zei Merve Ye?ilba?, NASA Postdoctoral (NPP) Fellow bij het SETI Institute en medewerker van het NAi-team.

Modelleren van het gedrag van chloorzouten en sulfaten, inclusief gips, onder lage temperaturen laat zien hoe deze zouten met elkaar verweven zijn. Het kan zijn dat dit vloeibare water op microschaal ondergronds migreert op Mars, het overbrengen van watermoleculen tussen de sulfaten en chloriden, bijna alsof je een voetbal over het veld gooit. Aanvullende laboratoriumexperimenten testten deze sulfaat-chloridereacties in een Mars-analoge bodem met kleurindicatoren die ondergrondse hydratatie van deze zouten en de migratie van zouten door de bodemkorrels aan het licht brachten.

"Ik was opgewonden om zulke snelle reacties van water met sulfaat- en chloorzouten in onze laboratoriumexperimenten en de resulterende ineenstorting en opschudding van Mars-analoge bodem op kleine schaal te observeren, het nabootsen van geologische instortings- en omwentelingskenmerken in karstsystemen, zout reservoirs, en het gebouw stort op grote schaal in, ’ zei Bisschop.

Dit project is voortgekomen uit werkzaamheden aan sedimenten uit de McMurdo Dry Valleys in Antarctica, een van de koudste en droogste streken van onze planeet. Net als op Mars, de oppervlakteregoliet van de Droge Valleien wordt het grootste deel van het jaar door droge winden geschuurd. Echter, ondergrondse permafrost bevat waterijs, en er lijkt chemische verandering plaats te vinden onder het oppervlak.

"Sedimenten in de droge valleien vormen een uitstekende proeftuin voor processen die zich op Mars kunnen voordoen, " zei Zachary Burton, recent afgestudeerd aan Stanford University en medewerker van het SETI Institute NAI-team. "De aanwezigheid van verhoogde concentraties sulfaten en chloriden enkele centimeters onder het ruwe oppervlaktelandschap in Wright Valley biedt de intrigerende mogelijkheid dat deze watergerelateerde mineralogische associaties en bijbehorende processen ook op Mars zouden kunnen bestaan."

Er is waterijs gedetecteerd onder het oppervlak op Mars in grond die is opgeschept op de landingsplaats van Phoenix, en vanuit een baan om de aarde met behulp van radarmetingen en met behulp van neutronen- en gammastralingsspectroscopie. Recenter, HiRISE heeft beelden vastgelegd van dit bijna-oppervlakte-ijs op middelhoge breedtegraden. Warmere temperaturen (bijv. -50 tot -20 °C) op equatoriale locaties op Mars kunnen tijdens de lente- en zomermaanden ondergronds vloeibaar water/pekel ondersteunen. RSL waargenomen op sommige van deze equatoriale locaties wordt vaak geïnterpreteerd als gerelateerd aan grotere kenmerken die geulen worden genoemd, die lijken op ravijnen op aarde.

"Zijrivierstelsels die aanwezig zijn langs de noordelijke (naar de pool gerichte) en noordoostelijke hellingen van de Krupac-krater en RSL lager in de kraterwand in dit gebied, kunnen in verband worden gebracht met oppervlaktekenmerken die worden geproduceerd door pekelactiviteit in de buurt van het oppervlak, volgens ons model, " zei Virginia Gulick, SETI Institute Senior Research Scientist en lid van het SETI Institute NAI-team.

Naast het helpen verklaren van de geologische en chemische processen van Mars, deze theorie suggereert ook dat de omgeving op Mars dynamisch blijft - dat de planeet nog steeds evolueert en actief is - wat implicaties heeft voor zowel de astrobiologie als de toekomstige menselijke verkenning van de Rode Planeet. Het potentieel voor dunne waterfilms onder het oppervlak op Mars in zoute permafrostgebieden opent nieuwe deuren voor het verkennen van bewoonbaarheid.

De krant is gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang .