Wetenschappers die een nieuwe kijk hebben op oudere gegevens van NASA's langst werkende Mars-orbiter, hebben bewijs ontdekt van aanzienlijke hydratatie nabij de evenaar van Mars - een mysterieuze signatuur in een regio van de Rode Planeet waar planetaire wetenschappers denken dat ijs niet zou moeten bestaan.

Jack Wilson, een postdoctoraal onderzoeker aan het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, leidde een team dat gegevens opwerkte die van 2002 tot 2009 waren verzameld door het neutronenspectrometerinstrument op NASA's Mars Odyssey-ruimtevaartuig. Door de compositiegegevens met een lagere resolutie scherper in beeld te brengen, de wetenschappers zagen onverwacht grote hoeveelheden waterstof - wat op hoge breedtegraden een teken is van begraven waterijs - rond delen van de evenaar van Mars.

Een toegankelijke voorraad waterijs nabij de evenaar zou van belang zijn bij het plannen van astronautenverkenning van Mars. De hoeveelheid geleverde massa die nodig is voor menselijke verkenning kan sterk worden verminderd door de natuurlijke hulpbronnen van Mars te gebruiken voor watervoorziening en als grondstof voor de productie van waterstofbrandstof.

Door beeldreconstructietechnieken toe te passen die vaak worden gebruikt om vervaging te verminderen en "ruis" te verwijderen uit beeldgegevens van medische of ruimtevaartuigen, Het team van Wilson verbeterde de ruimtelijke resolutie van de gegevens van ongeveer 320 mijl tot 180 mijl (520 kilometer tot 290 kilometer). "Het was alsof we de baanhoogte van het ruimtevaartuig hadden gehalveerd, "Wilson zei, "en het gaf ons een veel beter beeld van wat er aan de oppervlakte gebeurt."

De neutronenspectrometer kan water niet direct detecteren, maar door neutronen te meten, het kan wetenschappers helpen de overvloed aan waterstof te berekenen - en de aanwezigheid van water of andere waterstofhoudende stoffen af ​​te leiden. Mars Odyssey's eerste grote ontdekking, in 2002, was overvloedig waterstof net onder het oppervlak op hoge breedtegraden. In 2008, NASA's Phoenix Mars Lander bevestigde dat de waterstof in de vorm van waterijs was. Maar op lagere breedtegraden op Mars, waterijs wordt op geen enkele diepte thermodynamisch stabiel geacht. De sporen van overtollig waterstof die de oorspronkelijke gegevens van Odyssey op lagere breedtegraden aantoonden, werden aanvankelijk verklaard als gehydrateerde mineralen, die andere ruimtevaartuigen en instrumenten sindsdien hebben waargenomen.

Wilson's team concentreerde zich op die equatoriale gebieden, vooral met een 600-mijl (1, 000 kilometer) stuk losse, gemakkelijk erodeerbaar materiaal tussen de noordelijke laaglanden en de zuidelijke hooglanden langs de Medusae Fossae-formatie. Radarscans van het gebied hebben de aanwezigheid van vulkanische afzettingen met een lage dichtheid of waterijs onder het oppervlak gesuggereerd. "maar als de gedetecteerde waterstof begraven ijs was binnen de bovenste meter van het oppervlak, er zou meer zijn dan in de porieruimte van de grond zou passen, "Zei Wilson. De radargegevens kwamen van zowel de Shallow Radar op NASA's Mars Reconnaissance Orbiter als de Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding op de Mars Express-orbiter van de European Space Agency en zouden consistent zijn met geen ondergronds waterijs in de buurt van de evenaar.

Hoe waterijs daar kon worden bewaard, is een raadsel. Een toonaangevende theorie suggereert dat een mengsel van ijs en stof uit de poolgebieden door de atmosfeer zou kunnen worden gefietst toen de axiale helling van Mars groter was dan nu het geval is. Maar die omstandigheden deden zich voor het laatst honderdduizenden tot miljoenen jaren geleden voor. Waterijs zal naar verwachting op geen enkele diepte in dat gebied vandaag stabiel zijn, Wilson zei, en al het ijs dat daar is afgezet, zou allang verdwenen moeten zijn. Extra bescherming kan komen van een laag stof en een verharde "duricrust" die de vochtigheid onder het oppervlak vasthoudt, maar het is onwaarschijnlijk dat dit ijsverlies over tijdschalen van de axiale kantelcycli zal voorkomen.

"Misschien kan de signatuur worden verklaard in termen van uitgebreide afzettingen van gehydrateerde zouten, maar hoe deze gehydrateerde zouten in de formatie zijn gekomen, is ook moeilijk uit te leggen, " voegde Wilson eraan toe. "Dus voor nu, de handtekening blijft een mysterie dat verdere studie waard is, en Mars blijft ons verrassen."

Wilson leidde het onderzoek aan de Durham University in het Verenigd Koninkrijk. Zijn team - waaronder leden van het NASA Ames Research Center, het Planetary Science Institute en het Research Institute in Astrophysics and Planetology - publiceerden hun bevindingen deze zomer in het tijdschrift Icarus .