Er is water op veel plaatsen op Mars, inclusief de meeste van beide poolkappen - allemaal in bevroren vorm.

Maar onlangs werden heldere reflecties gedetecteerd onder het oppervlak van Mars' South Pole Layered Deposit (SPLD), een 1,4 kilometer dikke formatie van relatief zuiver waterijs, door de Mars Express-orbiter van het European Space Agency. Sommige wetenschappers interpreteerden de waarnemingen, verzameld door het MARSIS-instrument (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding), als bewijs van vloeibaar water.

Dan Lalich, onderzoeksmedewerker bij het Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science in het College of Arts and Sciences (A&S), zei dat hoewel een dergelijke mogelijkheid opwindend is, hij en andere Cornell-onderzoekers beweren dat de sterke reflecties niet noodzakelijkerwijs bewijs zijn dat de SPLD bevat vloeibaar water.

Ze hebben een alternatieve verklaring bedacht, die ze gedetailleerd beschrijven in "Explaining Bright Radar Reflections Below the South Pole of Mars Without Liquid Water", gepubliceerd op 26 september in Nature Astronomy .

Met behulp van computersimulaties laten ze zien dat vergelijkbare sterke reflecties kunnen worden gegenereerd door interferentie tussen geologische lagen, zonder vloeibaar water of andere zeldzame materialen.

"Dit resultaat, in combinatie met ander recent werk, doet twijfels rijzen over de waarschijnlijkheid van het vinden van vloeibaar water onder de SPLD", schreef het onderzoeksteam, waaronder Alexander Hayes, universitair hoofddocent astronomie, directeur van CCAPS, directeur van de Spacecraft Planetary Image Facility en de Louis Salvatore '92 Faculty Leadership Fellow; en Valerio Poggiali, onderzoeksmedewerker van CCAPS.

"Op aarde zijn reflecties die helder zijn vaak een indicatie van vloeibaar water, zelfs begraven meren zoals Lake Vostok [onder het oppervlak van de Oost-Antarctische ijskap]," zei Lalich. "Maar op Mars was de heersende mening dat het te koud zou moeten zijn om soortgelijke meren te vormen."

Maar het feit blijft, zei Lalich, dat de heldere reflectie bestaat en een verklaring vereist.

Lalich gebruikt radargegevens om planetaire oppervlakken te bestuderen, en hij is vooral geïnteresseerd in de recente klimaatevolutie van Mars. Hij heeft zich onlangs gericht op het modelleren van radarreflecties van de poolkappen van Mars, waardoor hij goed gepositioneerd is om een ​​claim van vloeibaar water op de planeet te onderzoeken.

Lalich gebruikte een eendimensionale modelleringsprocedure die gewoonlijk wordt gebruikt om MARSIS-waarnemingen te interpreteren. Hij creëerde simulaties met lagen die zijn samengesteld uit vier materialen:atmosfeer, waterijs, koolstofdioxide (CO₂ ) ijs en basalt - en kende elke laag een overeenkomstige permittiviteit toe, een intrinsieke eigenschap van het materiaal dat de interactie beschrijft met elektromagnetische straling die er doorheen gaat.

Simulaties met drie lagen:twee CO₂ lagen, gescheiden door een laag stoffig ijs, produceerden reflecties die net zo helder waren als de feitelijke waarnemingen.

"Ik heb CO₂ . gebruikt lagen ingebed in het waterijs omdat we weten dat het al in grote hoeveelheden bestaat in de buurt van het oppervlak van de ijskap, "zei Lalich. "In principe had ik echter rotslagen of zelfs bijzonder stoffig waterijs kunnen gebruiken en ik zou hebben gekregen vergelijkbare resultaten. Het punt van dit artikel is eigenlijk dat de samenstelling van de basale lagen minder belangrijk is dan de laagdiktes en scheidingen."

Uit de modellen hebben de onderzoekers vastgesteld dat de dikte van de lagen en hoe ver ze uit elkaar liggen een grotere invloed hebben op het reflectievermogen dan de samenstelling van de lagen. Hoewel geen enkele vereenvoudigde stratigrafie in het artikel elke waarneming kan verklaren, schreven de onderzoekers:"We hebben aangetoond dat het mogelijk is om heldere reflecties te creëren zonder vloeibaar water."

In 2021 droeg Lalich bij aan onderzoek waaruit bleek dat onder de juiste omstandigheden een klasse van mineralen, smectieten genaamd, die veel voorkomen op Mars, een reflectie kan produceren die vergelijkbaar is met die waargenomen door MARSIS.

Het is belangrijk om erachter te komen wat geen vloeibaar water op Mars is, zei Lalich, omdat de inzet zo hoog is. "Als er vloeibaar water is," zei hij, "is er misschien leven, of misschien kunnen we het gebruiken voor toekomstige menselijke missies naar Mars."

Vloeibaar water kan ook belangrijke implicaties hebben voor de leeftijd van de poolkap, de interne verwarming van Mars en hoe het klimaat van de planeet is geëvolueerd in het geologisch recente verleden - en Lalich sluit het niet helemaal uit.

"Geen van het werk dat we hebben gedaan, weerlegt het mogelijke bestaan ​​van vloeibaar water daar beneden," zei Lalich. "We denken gewoon dat de interferentiehypothese meer consistent is met andere waarnemingen. Ik ben er niet zeker van dat iets minder dan een oefening beide kanten van dit debat definitief goed of fout kan bewijzen." + Verder verkennen

De heldere reflecties op de zuidpool van Mars kunnen klei zijn - geen water