Aan de voet van de Transantarctische Bergen ligt een geologische eigenaardigheid. Don Juan Pond is een van de zoutste watermassa's ter wereld, gevuld met een dikke, stroperige pekel rijk aan calciumchloride die vloeibaar kan blijven tot min 50 graden Celsius, ver onder het vriespunt van water. Maar de bron van water en zout in deze ongewone vijver blijft een mysterie - zelfs als er aanwijzingen ontstaan ​​dat water in een vergelijkbare vorm op Mars zou kunnen bestaan.

Een nieuwe studie van de Universiteit van Washington gebruikt de bizarre chemie van de vijver om de bron van het water te lokaliseren. De recente krant, gepubliceerd op 15 september in Aardse en planetaire wetenschapsbrieven , meldt dat het wordt gevoed door een regionaal diep grondwatersysteem en niet, zoals eerder gesuggereerd, tegen vocht dat naar beneden sijpelt van de hellingen van de lokale vallei.

"Don Juan Pond is waarschijnlijk een van de meest interessante vijvers op aarde, " zei hoofdauteur Jonathan Toner, een UW-onderzoeksassistent-professor in Aard- en ruimtewetenschappen. "Na 60 jaar uitgebreide studie, we weten nog steeds niet precies waar het vandaan komt, wat drijft het feit dat het zichtbaar is aan de oppervlakte, en hoe het verandert."

De meerjarige vijver meet ongeveer 100 bij 300 meter, de grootte van een paar voetbalvelden, en is gemiddeld ongeveer 10 centimeter (4 inch) diep. Het werd voor het eerst bezocht in 1961 en vernoemd naar de helikopterpiloten van de expeditie, Donald Roe en John Hickey, waardoor het de naam Don Juan Pond kreeg. De unieke zouten in de vijver verlagen het vriespunt, daarom kan deze zoute vijver voorkomen op een plaats waar de temperatuur varieert van min 50 tot plus 10 graden Celsius (-58 tot +50 ° F).

Lang werd aangenomen dat de vijver werd gevoed door diep grondwater. Maar toen suggereerde een spraakmakend artikel uit 2013 dat vocht in de buurt van het oppervlak sijpelt, vergelijkbaar met terugkerende hellingslijnen die recentelijk op Mars zijn waargenomen, zouden zouten naar beneden transporteren om de zoutvijver te creëren.

Toner is een geochemicus die gespecialiseerd is in de vorming en eigenschappen van water in extreme omgevingen op aarde, Mars en verder. Voor de nieuwe studie Toner heeft een model gemaakt om te berekenen hoe zout water verandert tijdens verdamping, ijskoud, en met verschillende in- en uitgangen voor water en zout. In Antarctica's toepasselijke naam McMurdo Dry Valleys, waterverdamping concentreert zouten in de vijver, waardoor sommige zouten kristalliseren. Deze processen, samen met in- en uitgangen, ervoor zorgen dat het water van de vijver in de loop van de tijd verandert.

Toner gebruikte zijn model voor twee situaties:een waarbij het water van onderen omhoog borrelde, en een andere waar het naar beneden sijpelde uit sijpelingen aan de oppervlakte. De resultaten laten zien dat de waargenomen chemische samenstelling alleen van onderaf kon worden geproduceerd.

"Je kon Don Juan Pond niet krijgen van deze ondiepe grondwateren, "Zei Toner. "Het komt zeker uit het diepe grondwater." Zijn berekeningen laten ook zien dat opwellend grondwater elke zes maanden door de vijver circuleert, wat betekent dat het water de vijver moet verlaten via een onzichtbare ondergrondse uitstroom.

De hydrologie van de vijver is belangrijk voor geologen omdat nergens op aarde meer lijkt op Mars. De Rode Planeet is extreem koud en droog, en de McMurdo Dry Valleys zijn een van de koudste en droogste locaties op aarde.

"Als er water is op Mars, het gaat waarschijnlijk veel op deze vijver lijken, Toner zei. "Begrijpen hoe het gevormd is, heeft grote implicaties voor waar je vergelijkbare omgevingen op Mars zou verwachten."

Recente studies wijzen erop dat er mogelijk vloeibaar water op het oppervlak van Mars bestaat, mogelijk leven herbergen of uiteindelijk zelfs langdurige menselijke nederzettingen ondersteunen. De donkere lijnen op steile hellingen, die eruitzien als vochtstrepen die zijn waargenomen boven de Don Juan-vijver, zou kunnen worden veroorzaakt door een vergelijkbaar grondwatersysteem.

Toner zal in december deel uitmaken van een team dat Don Juan Pond en de omliggende gebieden verkent, gesponsord door NASA en de National Science Foundation. Onderzoekers zullen zes weken kamperen in de buurt van de vijver en herhaalde chemische metingen van de vloeistof uitvoeren. Ze zullen ook de nabijgelegen hellingen verkennen om de chemie van de vochtinfiltraties te meten, en probeer verder bewijs te vinden voor de bron van zouten in Don Juan Pond.

"Als we accepteren dat de diepe grondwatertheorie waar is, dan kan wat we zien deel uitmaken van een groter proces waarbij een behoorlijk uitgebreide watervoerende laag betrokken is, "Toner zei. "Als we nadenken over de implicaties voor een vergelijkbare omgeving op Mars, dat is veel spannender dan alleen een gelokaliseerd oppervlaktefenomeen."