Versteckte Seenetze unter der Marsoberfläche entdeckt

Die Oberfläche des Mars ist dafür bekannt, trocken zu sein. Der gesamte Planet ist eine staubige und karge Wüste: ein leeres Land aus Felsen und in einigen Gebieten aus Eis. Bisher wurde jedoch kein einziger Tropfen flüssigen Wassers gefunden.

Wissenschaftler machten jedoch 2018 eine Bombenentdeckung; Sie fanden Hinweise auf ein riesiges unterirdisches Reservoir an flüssigem Wasser am Südpol des Mars.

Jetzt gehen sie noch einen Schritt weiter: Unter der antarktischen Eisschicht liegt ein Netzwerk aus nicht einem, sondern mehreren Seen. Darüber hinaus bedeutet dies, dass diese erste Kammer keine einmalige Erfindung oder ein seltsames Merkmal der Mars-Natur ist.

Elena Pettinelli, Geophysikerin an der Roma Tre Universität in Italien, erklärt: „Es gibt nur einen subglazialen See; Dies kann auf einmalige Umstände zurückgeführt werden, wie das Vorhandensein eines Vulkans unter der Eisdecke oder auf andere Attribute, die spezifisch dafür sind, wo wir diesen ersten See unter dem Gletscher gefunden haben. “

“Die Entdeckung eines ganzen Systems von Seen legt jedoch nahe, dass der Prozess der Seenbildung relativ einfach und möglicherweise weit verbreitet ist.”

Der erste subglaziale See wurde vor etwa zwei Jahren angekündigt. Dieser See wurde mit dem MARSIS-Gerät (Mars Advanced Subsurface and Ionosphere Measurement Radar) auf dem Mars Express-Orbiter entdeckt.

Das Gerät verwendet dieselbe Methode zur Lokalisierung subglazialer Seen am Südpol: Durch Abprallen von Funkwellen von einer Oberfläche misst es die auftretenden Echos, erkennt Signaländerungen und identifiziert die Form der Region.

Diese Radaruntersuchungen ergaben zunächst den ersten subglazialen See, 1,5 Kilometer unterhalb der südlichen Gletscherschicht und 20 Kilometer im Durchmesser.

Einige Arten von Materialien reflektieren Radarsignale besser als andere, und flüssiges Wasser ist eines dieser „Materialien“, sagt Graziella Caparelli, Planetenforscherin an der University of South Queensland in Australien und eine der Forscherinnen.

„Daher, wenn die Signale unter der Oberfläche stärker sind als die von der Oberfläche reflektierten Signale. Wir können bestätigen, dass sich flüssiges Wasser vor uns befindet. Radare auf der ganzen Welt werden für den gleichen Zweck verwendet und wir können die Ergebnisse in ihnen direkt bestätigen. Wir sind also sicher, dass die Methode zuverlässig ist. “

In der Zwischenzeit hat das Forschungsteam weitere Untersuchungen an einem Datensatz durchgeführt, der sich von 2010 bis 2019 über fast ein Jahrzehnt erstreckt. Darüber hinaus fanden sie in einer neuen Analyse dieser Daten drei neue helle Reflexionsfelder.

Mit anderen Worten, ein Netz von unterirdischen Seen, die durch trockene Steine ​​getrennt waren, war unter dem Südpol und nicht weit vom ersten See versteckt.

“In einer unterirdischen Umgebung auf der Erde; Solche starken Reflexionen unter dem Gletscher sind mit der Verfügbarkeit von Grundwasser verbunden. Soweit wir wissen, gibt es keinen anderen physikalischen Mechanismus, der eine so starke Anomalie hervorrufen kann “, sagt Pettinelli.

„Wir haben die gleichen Ergebnisse erzielt, indem wir im Vergleich zu unserer Studie von 2018 fortschrittlichere Datenverarbeitungs- und Analysemethoden verwendet haben. Nachdem wir einen so strengen Datenanalyseprozess durchgeführt hatten, konnten wir überprüfen, ob sich dort ein See befand, und andere Seen finden. Deshalb haben wir volles Vertrauen in uns selbst, wenn wir diese Flüssigkeit als Wasser interpretieren. “

Außerdem; Wenn diese Substanz flüssiges Wasser ist, ist es wahrscheinlich Salzwasser. Und extrem salziges Wasser. Wie Sie sehen können, ist der Mars sehr kalt und obwohl das Innere des Planeten wärmer als seine Oberfläche ist, ist es immer noch kalt genug, um frisches Wasser einzufrieren. Das Forscherteam schätzte, dass der See, den sie 2018 fanden, -68,15 Grad Celsius betragen sollte.

Aber Salz senkt den Gefrierpunkt von Wasser, und das kann es auf einem ziemlich signifikanten Niveau. Wie das Team im Artikel feststellte; Mit Kalzium- und Magnesiumsalzen gefüllte Wässer können bei Temperaturen von nur -123 Grad Celsius sehr lange flüssig bleiben. Soweit wir seine Oberfläche untersucht haben, ist der Mars reich an Natriumsalzen sowie Kalzium und Magnesium.

Die Entdeckung neuer Salzwasserseen ist daher eine sehr wichtige Entwicklung. Dies bedeutet, dass sich Seen leicht über geologische Zeitskalen hinweg bilden und fortbestehen können. Dies sind wichtige Teile des langjährigen Puzzles der Wasser- und Klimageschichte des Mars. Darüber hinaus hat es wichtige Überlegungen bei der Suche nach Mikroben auf dem Mars.

“Diese Seen existierten wahrscheinlich für einen Großteil der Marsgeschichte”, sagt Roberto Orosei, Chefforscher bei MARSIS und Planetenforscher am italienischen Nationalen Institut für Astrophysik.

“Aus diesem Grund können sie immer noch die Spuren jeder Lebensform tragen, die sich hätte entwickeln können, wenn der Mars eine dichte Atmosphäre, ein milderes Klima und flüssiges Wasser an der Oberfläche hatte, ähnlich wie in den frühen Zeiten der Erde.”

Wenn so etwas passiert, kann es in diesen Seen sogar zu mikrobiellem Leben kommen.

Die Planetenforscherin Graziella Caparelli, eine der Forscherinnen an der University of South Queensland in Australien, sagt, dass bestimmte Arten von Materialien Radarsignale besser reflektieren als andere, und flüssiges Wasser ist eines dieser „Materialien“.

„Daher, wenn die Signale unter der Oberfläche stärker sind als die von der Oberfläche reflektierten Signale. Wir können bestätigen, dass sich flüssiges Wasser vor uns befindet. Radare auf der ganzen Welt werden für den gleichen Zweck verwendet und wir können die Ergebnisse in ihnen direkt bestätigen. Wir sind also sicher, dass die Methode zuverlässig ist. “

In der Zwischenzeit hat das Forschungsteam weitere Untersuchungen an einem Datensatz durchgeführt, der sich von 2010 bis 2019 über fast ein Jahrzehnt erstreckt. Darüber hinaus fanden sie in einer neuen Analyse dieser Daten drei neue helle Reflexionsfelder.

Mit anderen Worten, ein Netz von unterirdischen Seen, die durch trockene Steine ​​getrennt waren, war unter dem Südpol und nicht weit vom ersten See versteckt.

Karte der Radardaten.

“In einer unterirdischen Umgebung auf der Erde; Solche starken Reflexionen unter dem Gletscher sind mit der Verfügbarkeit von Grundwasser verbunden. Soweit wir wissen, gibt es keinen anderen physikalischen Mechanismus, der eine so starke Anomalie hervorrufen kann “, sagt Pettinelli.

„Wir haben die gleichen Ergebnisse erzielt, indem wir im Vergleich zu unserer Studie von 2018 fortschrittlichere Datenverarbeitungs- und Analysemethoden verwendet haben. Nachdem wir einen so strengen Datenanalyseprozess durchgeführt hatten, konnten wir überprüfen, ob sich dort ein See befand, und andere Seen finden. Deshalb haben wir volles Vertrauen in uns selbst, wenn wir diese Flüssigkeit als Wasser interpretieren. “

Außerdem; Wenn diese Substanz flüssiges Wasser ist, ist es wahrscheinlich Salzwasser. Und extrem salziges Wasser. Wie Sie sehen können, ist der Mars sehr kalt und obwohl das Innere des Planeten wärmer als seine Oberfläche ist, ist es immer noch kalt genug, um frisches Wasser einzufrieren. Das Forscherteam schätzte, dass der See, den sie 2018 fanden, -68,15 Grad Celsius betragen sollte.

Aber Salz senkt den Gefrierpunkt von Wasser, und das kann es auf einem ziemlich signifikanten Niveau. Wie das Team in seinem Artikel feststellte; Mit Kalzium- und Magnesiumsalzen gefüllte Wässer können bei Temperaturen von nur -123 Grad Celsius sehr lange flüssig bleiben. Soweit wir seine Oberfläche untersucht haben, ist der Mars reich an Natriumsalzen sowie Kalzium und Magnesium.

Die Entdeckung neuer Salzwasserseen ist daher eine sehr wichtige Entwicklung. Dies bedeutet, dass sich Seen leicht über geologische Zeitskalen hinweg bilden und fortbestehen können. Dies sind wichtige Teile des langjährigen Puzzles der Wasser- und Klimageschichte des Mars. Darüber hinaus hat es wichtige Überlegungen bei der Suche nach Mikroben auf dem Mars.

“Diese Seen existierten wahrscheinlich für einen Großteil der Marsgeschichte”, sagt Roberto Orosei, Chefforscher bei MARSIS und Planetenforscher am italienischen Nationalen Institut für Astrophysik.

“Aus diesem Grund können sie immer noch die Spuren jeder Lebensform tragen, die sich hätte entwickeln können, wenn der Mars eine dichte Atmosphäre, ein milderes Klima und flüssiges Wasser an der Oberfläche hatte, ähnlich wie in den frühen Zeiten der Erde.”

Wenn so etwas passiert, kann es in diesen Seen sogar zu mikrobiellem Leben kommen.

Neben einigen der salzigsten und bewohnbarsten Orte der Erde für Bakterien; Wir wissen, dass sie auch in subglazialen Reserven überleben können. Natürlich haben wir noch einen langen, langen Weg vor uns, bevor wir eine solche Entscheidung treffen können. Darüber hinaus könnte eine genaue Untersuchung der Gewässer auf dem Mars gegen den Weltraumvertrag von 1967 verstoßen. Aber es lohnt sich darüber nachzudenken.

Der nächste Schritt, den das Team in Betracht zieht, ist die Suche nach Wasser an anderer Stelle auf dem Mars. Es ist unklar, ob unterirdische Stauseen in niedrigeren Breiten existieren werden. Aber am Nordpol befindet sich eine riesige Eisschicht.

„Es ist nicht unmöglich, dass Basalseen auch unterhalb der arktischen Eisschicht existieren“, sagt Caparelli.

“Unsere Analyse einiger Daten, die auf die gleiche Weise erhalten wurden wie die Daten, die es uns ermöglichen, subglaziale Seen im Südpol zu” sehen “, hat gerade erst begonnen.”

Deshalb freuen wir uns darauf, diese Ergebnisse zu sehen, wenn das Team die Analyse abgeschlossen hat. In der Zwischenzeit möchte Pettinelli Forschungszwecke senden, um seismische Beobachtungen durchzuführen und die Tiefen dieser Wasserreservoirs in einer idealen Welt zu untersuchen.

„Aktive seismische Explorationsmethoden, wie sie üblicherweise zur Exploration von Ölreserven in der Welt verwendet werden, wären die besten. Diese wurden verwendet, um den Grund von Seen in der Antarktis zu erkennen. Diese Methoden können Aufschluss über die Tiefe und Geometrie von Gewässern geben “, sagt Pettinelli.

Aber da Landefahrzeuge auf dem Mars schwierig und teuer sind; Da es schwierig sein wird, seismische Beobachtungen vorzubereiten, können wir lange auf diesen Job warten.