Op 21 april, 1908, nabij de noordpool van de aarde, de poolreiziger Frederick Albert Cook krabbelde in zijn dagboek een gedenkwaardige zin:"We waren de enige pulserende wezens in een dode wereld van ijs." Deze woorden kunnen binnenkort een nieuwe betekenis krijgen voor de mensheid in een andere dode wereld van verborgen ijs, ondergedompeld onder het rode zand van zijn ijskoude woestijnen. Deze dode wereld is Mars, en de woestijn is het gebied op de middelste breedtegraad van de planeet dat bekend staat als Arcadia Planitia.

Sharon Hibbard is een Ph.D. kandidaat in geologie en planetaire wetenschappen aan de University of Western Ontario en de hoofdauteur van een nieuw wetenschappelijk artikel over gletsjers en gletsjerachtige activiteit in Arcadia Planitia, onlangs gepubliceerd in Icarus. Hibbard en medewerkers hebben bewijs gevonden van een gletsjer in deze regio die de verwachtingen tart en, door zijn unieke eigenschappen, zou kunnen dienen als een waterbron voor toekomstige menselijke landingen en exploratie.

Bewijs van Martiaanse gletsjers, door de wetenschappelijke gemeenschap voorzichtiger aangeduid als "viskeuze stromingskenmerken", werden voor het eerst onderzocht in de jaren zeventig met behulp van satellietbeelden van NASA's Viking-programma, het tweede en derde ruimtevaartuig om het oppervlak van Mars te bereiken. Wetenschappers waren geïntrigeerd door wijdverbreide rimpelingen en stromen in het oppervlak van Mars, veel met morene-achtige kenmerken die een opvallende gelijkenis vertoonden met de gletsjerlandschappen van de aarde.

De nieuwe studie onderzoekt viskeuze stromingskenmerken in de lagere middenbreedten van Arcadia Planitia, uitputtend in kaart brengen van tientallen oppervlaktekenmerken die waarschijnlijk zijn geproduceerd door de ondergrondse gletsjers van Mars, gemaakt van waterijs. Tijdens het in kaart brengen, vond het team iets nogal onverwachts:bewijs van ijsstroom in een grote, vlakke vlakte. Dit type ijsstroom wordt niet vaak gezien op Mars, waar de meeste van de prominente ijsgerelateerde kenmerken de vorm aannemen van rimpelingen en groeven in valleien en op hellingen waar de zwaartekracht ervoor kan zorgen dat ijs bergafwaarts stroomt. Hibbards team vond deze "bochtige kenmerken" in een vlak liggend gebied van Arcadia Planitia, op mysterieuze wijze geïsoleerd van steile hellingen of hellingen. Hoe kan dit ijs in de vlakten van Arcadia Planitia ooit stromen?

Onderzoek naar de aanwezigheid van water op Mars

Geïnformeerde gissingen over het bestaan ​​van water en ijs op Mars gingen honderden jaren vooraf aan het tijdperk van ruimtevluchten. Telescopische observatie van de grotere landvormen en poolkappen van Mars bracht astronoom William Herschel in 1784 ertoe te speculeren dat de rode planeet werd bevolkt door intelligent leven.

Vooruitgang in de telescooptechnologie had deze theorie in de 20e eeuw grotendeels verdreven, maar het bestaan ​​van water en waterijs op Mars bleef onzeker totdat de eerste orbiters en landers in de jaren zeventig arriveerden. Niet alleen ontdekte NASA's Viking-programma sporen van atmosferische waterdamp, maar zijn orbitale beelden onthulden ook het bestaan ​​van talrijke gletsjerachtige kenmerken. Blootgesteld waterijs sublimeert weg in de lage drukken en vriestemperaturen die aanwezig zijn op het oppervlak van Mars, dus als waterijsgletsjers verantwoordelijk waren voor de waargenomen aardachtige stromingen, onderzoekers vermoedden dat het ijs moet worden beschermd door een dikke laag puin. Verdere waarnemingen bevestigden deze hypothese, en in de daaropvolgende decennia ging de wetenschappelijke gemeenschap verder met het in kaart brengen, catalogiseer en categoriseer vele duizenden gletsjerkandidaten met verschillende mate van vertrouwen. Overuren, onze mogelijkheden groeiden van speculatie in telescoopoculairs naar nauwkeurig, observaties ter plaatse over het elektromagnetische spectrum.

De aanwezigheid van waterijs onder het oppervlak van Mars werd in 2008 bevestigd door de Phoenix-lander, het versterken van de bevindingen van Mars Odyssey, waarvan de sensoren in 2002 enorme hoeveelheden ondergronds waterijs aangaven op de meer gematigde breedtegraden. het ondergrondse waterijs van de vlakke Arcadische vlaktes werd direct gemeten door de radar van de Mars Reconnaissance Orbiter en bleek 6 centimeter onder de oppervlaktelaag van stof en puin te beginnen, en strekken zich naar beneden uit tot een gemiddelde diepte van 38 meter.

De onverwachte ijsstroom begrijpen

Het is geen gemakkelijke taak om naar de bodem van een ijskap te kijken om te onderscheiden waardoor deze stroomt. en wordt alleen maar complexer als de ijskap 170 miljoen mijl verwijderd is. Gelukkig, de mysterieuze stroomkenmerken die Hibbards team in de vlakke Arcadische vlaktes heeft gevonden, zijn niet uniek in dit zonnestelsel - sterker nog, we hoeven helemaal niet ver te reizen om een ​​analoog te bestuderen. Hibbard en medewerkers identificeerden opmerkelijke overeenkomsten met de ijsstromen van Antarctica, gebieden in zijn vlakke ijskappen waar een bepaald volume ijs sneller beweegt dan de omgeving.

Hoewel de hedendaagse wetenschap nog steeds geen gedetailleerd begrip heeft van de oorzaak van deze ijsstromen op aarde, onderzoekers hebben geconcludeerd dat ondergrondse topografie en smelten op de bodem van de ijskap beide een rol kunnen spelen. Hibbard merkt op dat de Arcadische stromen verschillende van de belangrijkste kenmerken van de ijsstromen van de aarde vertonen. Het Arcadische ijs is sindsdien gestopt met stromen, het ophopen van een dikkere laag oppervlaktevuil, een stilstaande ijsstroom wordt.

"Het vinden van mogelijke stromingskenmerken in dit vlak liggende gebied was erg spannend", zei Hibbard in een interview met GlacierHub. "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."

Gevolgen voor menselijke verkenning

Deze unieke kenmerken van de ijskap van de Arcadische vlakte roepen een andere vraag op:een die William Herschel zeker graag had willen horen:zou het waterijs kunnen worden gewonnen en gebruikt door menselijke astronauten?

Terwijl de meeste Martiaanse gletsjers en hun ondergronds ijs in de buurt van kliffen en op hellingen liggen, dit ijs zit dicht bij het oppervlak en vormt een gematigde, vlakke ijskap bedekt met weinig keien of andere geografische gevaren. Het zou een ideale landingsplaats zijn. Hibbard stelt voor dat deze regio "gunstig is voor toekomstig gebruik van hulpbronnen in situ en menselijke missies, " vanwege het enorme volume en de redelijke zuiverheid van het ijs aan de oppervlakte.

Nilton Renno, een astrobioloog aan de Universiteit van Michigan benadrukt de moeilijkheid van de winning van waterijs op Mars, schrijven aan GlacierHub dat "[veel] gletsjers zich in regio's bevinden die uitdagender zijn voor menselijke verkenning vanwege de lagere temperaturen in de winter en topografie, " hoewel "op hoge breedtegraden, het waterijs is gemakkelijk toegankelijk." De Phoenix Lander heeft gemakkelijk ondergronds waterijs blootgelegd op hoge noordelijke Martiaanse breedtegraden, an area humans are unlikely to visit due to its extreme cold and lack of sunlight.

Germán Martínez, a staff scientist at the Lunar and Planetary Institute in Houston, affirms the feasibility of the mid-latitude Arcadia Planitia as a landing site, writing to GlacerHub that "in general, it's more feasible to go to low and mid latitudes, where temperatures are milder and solar energy is available throughout the year … in these mid and low latitudes, Hoewel, water ice is typically deeper in the subsurface than in polar latitudes."

The shallow ice found by Hibbard and associates stands apart from this trend, only slightly buried and much more easily accessible than other water ice deposits typically found at mid-Martian latitudes. Op tijd, the frozen water in Arcadia Planitia may see the surface once more, finding use at the hands of future astronauts, transforming the dead surface of an icy world into one with a little more life.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.