Onderzoekers die NASA's Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) gebruiken, hebben acht locaties gevonden waar dikke ijsafzettingen onder het oppervlak van Mars worden blootgelegd in gezichten van eroderende hellingen.

Deze acht steile hellingen, met hellingen zo steil als 55 graden, onthullen nieuwe informatie over de interne gelaagde structuur van eerder gedetecteerde ondergrondse ijskappen op de middelste breedtegraden van Mars.

Het ijs is waarschijnlijk lang geleden als sneeuw afgezet. De afzettingen worden in dwarsdoorsnede blootgelegd als relatief zuiver waterijs, afgedekt door een laag van één tot twee meter dik van met ijs gecementeerd gesteente en stof. Ze bevatten aanwijzingen over de klimaatgeschiedenis van Mars. Ze kunnen bevroren water ook toegankelijker maken dan eerder werd gedacht voor toekomstige robot- of menselijke verkenningsmissies.

Onderzoekers die de steile hellingen hebben gelokaliseerd en bestudeerd met de High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) -camera op MRO, rapporteerden de bevindingen vandaag in het tijdschrift Wetenschap . De vindplaatsen bevinden zich op zowel het noordelijk als het zuidelijk halfrond van Mars, op breedtegraden van ongeveer 55 tot 58 graden, equivalent op aarde met Schotland of het puntje van Zuid-Amerika.

"Er is ondiep grondijs onder ongeveer een derde van het oppervlak van Mars, die de recente geschiedenis van Mars vastlegt, " zei de hoofdauteur van de studie, Colin Dundas van het Astrogeology Science Center van de U.S. Geological Survey in Flagstaff, Arizona. "Wat we hier hebben gezien, zijn dwarsdoorsneden door het ijs die ons een 3D-beeld geven met meer details dan ooit tevoren."

Ramen in ondergronds ijs

De steile hellingen tonen direct heldere glimpen in enorm ondergronds ijs dat eerder werd gedetecteerd met spectrometers op NASA's Mars Odyssey (MRO) orbiter, met gronddoordringende radarinstrumenten op MRO en op de Mars Express-orbiter van de European Space Agency, en met observaties van verse inslagkraters die ondergronds ijs blootleggen. NASA stuurde de Phoenix-lander naar Mars als reactie op de Odyssey-bevindingen; in 2008, de Phoenix-missie bevestigde en analyseerde het begraven waterijs op 68 graden noorderbreedte, ongeveer een derde van de weg naar de paal vanaf de meest noordelijke van de acht steile hellingen.

De vandaag gerapporteerde ontdekking geeft ons verrassende vensters waar we recht in deze dikke ondergrondse ijslagen kunnen kijken, " zei Shane Byrne van het Lunar and Planetary Laboratory van de Universiteit van Arizona, Tucson, een co-auteur van het rapport van vandaag. "Het is alsof je een van die mierenboerderijen hebt waar je door het glas aan de zijkant kunt kijken om te leren wat er gewoonlijk onder de grond verborgen is."

Wetenschappers hebben niet vastgesteld hoe deze specifieke littekens zich aanvankelijk vormen. Echter, zodra het begraven ijs wordt blootgesteld aan de atmosfeer van Mars, een steile helling wordt waarschijnlijk breder en groter naarmate hij "terugtrekt, " als gevolg van sublimatie van het ijs rechtstreeks van vaste vorm in waterdamp. Bij sommige ervan, de blootgestelde afzetting van waterijs is meer dan 100 meter, of meter, dik. Onderzoek van enkele van de steile hellingen met MRO's Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) bevestigde dat het heldere materiaal bevroren water is. Een controle van de oppervlaktetemperatuur met behulp van Odyssey's Thermal Emission Imaging System (THEMIS) -camera hielp onderzoekers te bepalen dat ze niet alleen maar dunne rijp op de grond zagen.

Onderzoekers gebruikten eerder MRO's Shallow Radar (SHARAD) om uitgebreide ondergrondse waterijskappen op de middelste breedtegraden van Mars in kaart te brengen en schatten dat de top van het ijs minder dan ongeveer 10 meter onder het grondoppervlak ligt. Hoeveel minder? De radarmethode had niet voldoende resolutie om te zeggen. De nieuwe ijs-scarp-studies bevestigen aanwijzingen uit verse krater- en neutronenspectrometer-waarnemingen dat een laag die rijk is aan waterijs in sommige gebieden begint binnen slechts één of twee meter van het oppervlak.

Toegang van astronauten tot Marswater

De nieuwe studie suggereert niet alleen dat ondergronds waterijs onder een dunne laag over grote gebieden ligt, het identificeert ook acht locaties waar ijs direct toegankelijk is, op breedtegraden met minder vijandige omstandigheden dan op de poolkappen van Mars. "Astronauten kunnen er in wezen gewoon heen gaan met een emmer en een schop en al het water krijgen dat ze nodig hebben, ' zei Byrne.

Het blootgestelde ijs heeft wetenschappelijke waarde, afgezien van de potentiële waarde van hulpbronnen, omdat het bewijsmateriaal over langetermijnpatronen in het klimaat van Mars bewaart. De helling van de rotatie-as van Mars varieert veel meer dan die van de aarde, over ritmes van miljoenen jaren. Tegenwoordig zijn de hellingen van de twee planeten ongeveer hetzelfde. Wanneer Mars meer kantelt, klimaatomstandigheden kunnen de ophoping van ijs op de middelste breedtegraad bevorderen. Dundas en co-auteurs zeggen dat strepen en kleurvariaties die in sommige van de steile hellingen zichtbaar zijn, wijzen op lagen "mogelijk afgezet met veranderingen in het aandeel ijs en stof onder verschillende klimaatomstandigheden."

Dit onderzoek profiteerde van het gecoördineerde gebruik van meerdere instrumenten op Mars-orbiters, plus de levensduur op Mars die nu meer dan 11 jaar bedraagt ​​voor MRO en 16 jaar voor Odyssey. Orbitale waarnemingen zullen doorgaan, maar toekomstige missies naar de oppervlakte kunnen aanvullende informatie zoeken.

"Als je een missie had op een van deze locaties, bemonstering van de lagen die de steile helling afdalen, je zou een gedetailleerde klimaatgeschiedenis van Mars kunnen krijgen, " suggereerde MRO plaatsvervangend projectwetenschapper Leslie Tamppari van NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië. "Het maakt deel uit van het hele verhaal van wat er in de loop van de tijd met water op Mars gebeurt:waar gaat het naartoe? Wanneer hoopt ijs zich op? Wanneer trekt het zich terug?"