Nieuw bewijs voor vloeibaar water suggereert dat Mars geothermisch actief is

Wetenschappers hebben aanvullend bewijs gevonden dat er vloeibaar water voorkomt onder de zuidelijke poolkap van Mars en dit zou betekenen dat de planeet geothermisch actief is.

Zuidpoolgebied van Mars vastgelegd door de Mars Express
Het helder witte gebied op deze opname is de ijskap die de zuidpool van Mars bedekt. Die bestaat uit waterijs en koolstofdioxideijs. De opname is gemaakt in december 2021 door de Europese Mars Express. Credit: ESA/DLR/FU Berlin/Bill Dunford

In 2018 ontdekte de Europese Mars Express ruimtesonde dat het oppervlak van de ijskap die de zuidpool van Mars bedekt, daalt en stijgt, wat suggereert dat er vloeibaar water voorkomt. Maar niet alle wetenschappers waren op dat moment overtuigd. Mars is extreem koud en om subglaciaal water in vloeibare vorm op de planeet te laten bestaan zou er een warmtebron moeten zijn zoals bijvoorbeeld geothermische energie. Ten tijde van de ontdekking van Mars Express dachten sommige wetenschappers daarom dat het vreemde radarsignaal dat door de ruimtesonde werd gemeten door iets anders zou kunnen worden verklaard. Bijvoorbeeld door een soort droog materiaal onder de ijskappen.

Maar onlangs heeft een internationaal team van wetenschappers onder leiding van onderzoekers van de universiteit van Cambridge het met ijs bedekte gebied, bekent als Ultimis Scopili, met een andere techniek onderzocht en geconcludeerd dat de aanwezigheid va  vloeibaar water inderdaad de meest waarschijnlijke verklaring is.

Met behulp van laser-hoogtemetingen van de Mars Global Surveyor van de NASA die de topografie oftewel de vorm van het bovenoppervlak van de ijskap in kaart heeft gebracht, ontdekten de onderzoekers subtiele patronen van hoogteverschillen die overeenkwamen met voorspellingen van computermodellen voor hoe een watermassa onder de ijskap het oppervlak zou beïnvloeden.

Volgens de onderzoekers maakt de combinatie van nieuw topografisch bewijs, hun computermodellen en de radargegevens het veel meer waarschijnlijk dat er tenminste één gebied van subglaciaal vloeibaar water voorkomt op Mars.

Wetenschappers zijn er zich van bewust dat Mars net als de Aarde dikke waterijskappen aan beide polen heeft. Maar ze geloofden dat, in tegenstelling tot de ijskappen van onze planeet die met water gevulde kanalen en subglaciale meren onder zich hebben, de ijskappen van Mars helemaal tot aan hun basis of bodem waren bevroren vanwege het koude klimaat van de planeet. De vorm van de ijskappen van Mars werd geselecteerd als een onafhankelijke bewijslijn om de radarresultaten te bevestigen. Dit omdat wetenschappers op Aarde hebben waargenomen dat de vorm van een bovenliggende ijskap wordt beïnvloed door het water eronder.

Dat komt omdat het water in subglaciale meren de wrijving tussen een ijskap en zijn bodem verlaagt waardoor het ijs, onder invloed van de zwaartekracht, sneller kan stromen. Op het oppervlak van de ijskap wordt deze snelheidsverandering weerspiegeld door een dip in het oppervlak gevolgd door een stijging van het ijsoppervlak verderop in de ijsstroom.

Bij het onderzoeken van de oppervlaktetopografie van hetzelfde gebied waar Mars Express zijn metingen deed vond het team een oppervlaktegolf van 10 tot 15 kilometer.

Dit kenmerk bestond uit een verdieping in het ijsoppervlak gevolgd door een overeenkomstig verhoogd gebied, beide enkele meters afwijkend van het niveau van het omringende ijskapgebied. Deze schaal en vorm lijken op die van golvingen in ijskappen boven subglaciale meren die op Aarde worden gevonden, aldus de onderzoekers.

Om deze correlatie testen en om te bepalen of de golving van het oppervlak van de Mars-ijskap het resultaat zou kunnen zijn van subglaciaal water voerde het team simulaties uit van ijsstroom aangepast aan specifieke omstandigheden op Mars.

Ze introduceerden in hun computermodel van een Mars-ijskap een stukje verminderde wrijving in het bed waar water de ijsstroom zou laten versnellen. In de simulatie pasten de onderzoekers ook de hoeveelheid geothermische warmte aan.

Deze simulaties resulteerden in golvingen in het computer gemodelleerde ijsoppervlak die qua grootte en vorm vergelijkbaar waren met de waargenomen kenmerken van de werkelijke zuidelijke poollijskap op Mars.

Een combinatie van de resultaten van deze simulatie, de nieuwe topografische waarnemingen van de ijskap en de radarresultaten van 2018 wijzen op het bestaan van subglaciaal water onder de zuidelijke poolijskap, met grote  implicaties voor de geologie van de rode planeet.

Het team denkt dat hun resultaten aangeven dat geothermische warmte die nodig is om het subglaciaal water te verklaren, afkomstig kan zijn van magma activiteit die relatief recentelijk heeft plaatsgevonden in de ondergrond van Mars.

Het onderzoek van het team is in het tijdschrift Nature Astronomy gepubliceerd.

Eerste publicatie: 2 oktober 2022
Bron: space.com