Volgens aardse normen, het oppervlak van Mars is het beeld van verlatenheid. Het is niet alleen bestraald en koud genoeg om Antarctica er zwoel uit te laten zien, maar het is ook duizend keer droger dan de droogste plekken op aarde. Echter, onder het superdroge oppervlak van de Rode Planeet, er zijn overvloedige voorraden waterijs die ooit toegankelijk zouden kunnen zijn voor menselijke ontdekkingsreizigers (en zelfs kolonisten).

Dit is vooral het geval in het midden van de breedtegraad, Arcadia Planitia genaamd, een gladde vlakte in de noordelijke laaglanden van Mars. Volgens nieuw onderzoek uitgevoerd met steun van NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL), de regio vertoont tekenen van gletsjers en gletsjeractiviteit. Deze bevindingen kunnen zeer nuttig zijn voor de toekomstige menselijke landingen en verkenning van Mars, om nog maar te zwijgen van mogelijke verrekening.

De studie, die onlangs verscheen in het wetenschappelijke tijdschrift Icarus , werd geleid door Shannon Hibbard - een Ph.D. kandidaat in geologie en planetaire wetenschappen aan de University of Western Ontario (UWO). Ze werd vergezeld door Dr. Gordon R. Osinski van UWO's Institute for Earth and Space Exploration (IESE), en Etienne Godin, een datawetenschapper bij het Centre for Northern Studies aan de Laval University; en Nathan Williams en Matthew Golombek van NASA JPL.

Is er ijs op Mars?

Speculaties over het bestaan ​​van ijs op Mars gaan eeuwen terug, maar bleven onzeker totdat NASA's Viking-missies de tweede en derde missie werden om op Mars te landen in de jaren zeventig. Deze merkten de aanwezigheid van atmosferische waterdamp en gletsjerachtige kenmerken op, waaronder wijdverbreide rimpelingen en opeenhopingen van niet-geconsolideerd materiaal (morenen).

Deze kenmerken worden vaak geassocieerd met gletsjerlandschappen hier op aarde. Omdat het nog niet bevestigd was dat Mars ooit water op zijn oppervlak had, de wetenschappelijke gemeenschap verwees voorzichtig naar deze kenmerken als "viskeuze stromingskenmerken". En aangezien blootgesteld waterijs sublimeert op Mars door de lage luchtdruk en blootstelling aan zonnestraling, onderzoekers vermoedden dat deze gletsjers zouden moeten worden beschermd door een dikke laag regoliet.

Tegen 2002, sensorgegevens verkregen door de Mars Odyssey-orbiter bevestigden de aanwezigheid van ondergronds waterijs op de middelste breedtegraden van Mars. Deze bevindingen werden in 2008 bevestigd door de Phoenix Lander, die de aanwezigheid van ondergronds waterijs in de noordelijke arctische vlakte opmerkte. Toen kwam de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), die overvloedig ondergronds waterijs ontdekte onder de vlakke vlaktes van Arcadia Planitia.

De gronddoordringende radar van de MRO gaf aan dat dit ijs zich vanaf het oppervlak (onder een laag stof en puin) naar beneden uitstrekte tot een diepte van 38 meter (~ 125 ft). Gegevens die door deze en andere missies zijn verstrekt, hebben gegevens verzameld die wetenschappers in staat hebben gesteld om in kaart te brengen, catalogus, en categoriseer duizenden kenmerken die waarschijnlijk het resultaat zijn van gletsjeractiviteit.

Gletsjers in de regio

Ter wille van hun studie, Hibbard en haar collega's brachten tientallen oppervlaktekenmerken in Arcadia Planitia in kaart, op zoek naar dit soort 'bochtige kenmerken'. In het proces, ze vonden rimpelingen en groeven in valleien en op hellingen, die typisch zijn waar ijs naar beneden stroomde. Echter, Hubbard en haar team vonden deze kenmerken ook in een vlak liggend gebied van Arcadia Planitia, dat geïsoleerd was van steile rotswanden of hellingen.

Dit liet slechts één mogelijkheid, dat is dat gletsjers ooit ook over deze vlakke delen van het oppervlak stroomden. Zoals Hibbard uitlegde in een interview met GlacierHub:

"Het vinden van mogelijke stromingskenmerken in dit vlakliggende gebied was erg spannend. Eerdere studies hebben gesuggereerd dat er een begraven ijskap is op onze onderzoekslocatie, en ons bewijs van gekanaliseerd ijs in deze ijskap geeft aan dat er een complexere glaciale dynamiek aanwezig is op Mars."

Om te bepalen wat deze ijskap zou laten stromen, Hibbard en haar team vergeleken de stromingskenmerken van Arcadia Planitia met vergelijkbare kenmerken in de ijsstromen van Antarctica - waar regio's in de vlakke ijskap sneller bewegen dan hun omgeving. Hoewel onderzoekers de exacte oorzaak van deze ijsstromen niet kennen, ze hebben geconcludeerd dat het te wijten kan zijn aan een combinatie van ondergrondse topografie en smelten op de bodem van de ijskap.

In het geval van Arcadia Planitia, de ijskap is sindsdien gestopt met stromen en is een stilstaande ijsstroom geworden, een dikkere laag oppervlaktevuil ophopen. Deze unieke kenmerken vormen een belangrijke mogelijkheid voor toekomstige bemande missies naar Mars. Kortom, kan dit waterijs worden gewonnen voor menselijke consumptie?

Op mensen beoordeelde missies

Terwijl de meeste gletsjers op Mars en hun ondergronds ijs zich in de buurt van kliffen en op hellingen bevinden, de Arcadia Planitia-gletsjer vormt een gematigde vlakke ijskap die zich dicht bij het oppervlak bevindt. Bovendien, er zijn weinig geografische gevaren om mee te kampen (zoals rotsblokken en puin), wat het zowel een ideale landingsplaats als een goede plek maakt voor in-situ gebruik van hulpbronnen (ISRU) tijdens toekomstige menselijke missies.

Dit onderscheidt het van gletsjerplekken die dichter bij de poolgebieden liggen, die gemakkelijk bereikbaar zijn, maar die extreem koud zijn in vergelijking met de middelste breedtegraden. Zoals Germán Martínez, een stafwetenschapper bij het Lunar and Planetary Institute (LPI), zei in een verklaring aan GlacierHub:

" n algemeen, het is beter mogelijk om naar lage en middelhoge breedtegraden te gaan, waar de temperaturen milder zijn en zonne-energie het hele jaar door beschikbaar is … in deze midden- en lage breedtegraden, Hoewel, waterijs is meestal dieper in de ondergrond dan op polaire breedtegraden."

Bovendien, het Arcadische ijs dat door Hibbard en haar collega's is onderzocht, is mogelijk gemakkelijker toegankelijk dan andere bekende waterijsafzettingen op de breedtegraden van het midden van Mars. Dus als en wanneer bemande missies regelmatig voorkomen op Mars, dit ijs kan onmisbaar blijken voor astronauten en hun leefgebieden, leveren van alles, van drink- en irrigatiewater tot de grondstof voor de productie van brandstof.

Op tijd, de ondergrondse gletsjer kan worden aangeboord voor een nog ambitieuzer doel - zoals de terravorming van Mars! Als Mars ooit een warmere en nattere planeet zal worden (zoals miljarden jaren geleden), dan zullen ondergrondse ijsafzettingen zoals deze absoluut essentieel zijn voor de overgang.