Het is een bekend feit dat Mars tegenwoordig een erg koude en droge plaats is. Terwijl de planeet ooit een dikkere atmosfeer had die warmere temperaturen en vloeibaar water op het oppervlak mogelijk maakte, bestaat het overgrote deel van het water daar tegenwoordig uit ijs dat zich in de poolgebieden bevindt. Maar al geruime tijd speculeren wetenschappers dat er mogelijk voldoende water in ondergrondse ijsafzettingen zit.
Als het waar is, zou dit water toegankelijk kunnen zijn voor toekomstige bemande missies en zelfs kolonisatie-inspanningen, die dienen als een bron van raketbrandstof en drinkwater. Helaas geeft een nieuwe studie onder leiding van wetenschappers van het Smithsonian Institution aan dat de ondergrond onder Meridiani Planum ijsvrij zou kunnen zijn. Hoewel dit misschien slecht nieuws lijkt, kan de studie de weg wijzen naar toegankelijke gebieden met waterijs op Mars.
Deze studie, getiteld "Radar Sounder Evidence of Thick, Porous Sediments in Meridiani Planum and Implications for Ice-Filled Deposits on Mars", verscheen onlangs in de Geofysische onderzoeksbrieven. Onder leiding van Dr. Thomas R. Watters, senior wetenschapper bij het Center for Earth and Planetary Studies van het Smithsonian Institution, onderzocht het team gegevens die door de ESA's waren verzameld Mars Express missie in de regio Meridiani Planum.
Ondanks dat het een van de meest intensief onderzochte gebieden op Mars is, vooral door missies als de Kans rover, de ondergrondse structuur van Meridiani Planum is grotendeels onbekend gebleven. Om dit te verhelpen, onderzocht het wetenschappelijke team onder leiding van Dr. Watters gegevens die waren verzameld door het Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding (MARSIS) -instrument aan boord van de ESA's Mars Express orbiter.
Dit apparaat, ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Rome in samenwerking met NASA's Jet Propulsion Laboratory (en met de hulp van particuliere aannemers), gebruikte laagfrequente radiopulsen om de ionosfeer, atmosfeer, oppervlakte en binnenstructuur van Mars te bestuderen. De manier waarop deze pulsen doordrongen in bepaalde materialen en teruggekaatst werden naar de orbiter, werd vervolgens gebruikt om de bulkdichtheid en composities van die materialen te bepalen.
Na onderzoek van de regio Meridiani Planum, de Mars Express sonde verkregen aflezingen die erop wezen dat het ondergrondse gebied een relatief lage diëlektrische constante had. In het verleden werden dit soort metingen geïnterpreteerd als zijnde te wijten aan de aanwezigheid van puur waterijs. En in dit geval leken de metingen erop te wijzen dat de ondergrond bestond uit poreus gesteente dat gevuld was met waterijs.
Met behulp van nieuw verkregen verdichtingsmodellen voor Mars concludeerde het team echter dat deze signalen het resultaat zouden kunnen zijn van ijsvrij, poreus, door de wind geblazen zand (ook bekend als eolisch zand). Ze theoretiseerden verder dat de Meridiani Planum-regio, die wordt gekenmerkt door een aantal tamelijk unieke fysiografische en hydrologische kenmerken, een ideale sedimentval voor dit soort zand zou kunnen hebben verschaft.
"De relatief lage zwaartekracht en het koude, droge klimaat dat Mars al miljarden jaren domineert, hebben er mogelijk toe geleid dat dikke eolische zandafzettingen poreus en slechts zwak verhard zijn gebleven", concludeerden ze. "Minimaal verdichte sedimentaire afzettingen kunnen een mogelijke verklaring bieden voor andere niet-polaire gebiedseenheden met lage schijnbare bulk diëlektrische constanten."
Zoals Watters ook aangaf in een persverklaring van het Smithsonian:
"Het is heel onthullend dat de lage diëlektrische constante van de Meridiani Planum-afzettingen kan worden verklaard zonder een porievullend ijs op te roepen. Onze resultaten suggereren dat voorzichtigheid geboden is bij het toekennen van niet-polaire afzettingen op Mars met lage diëlektrische constanten aan de aanwezigheid van waterijs. "
Op het eerste gezicht lijkt dit slecht nieuws voor degenen die hoopten dat de equatoriale regio's op Mars enorme afzettingen van toegankelijk waterijs zouden kunnen bevatten. Er is beweerd dat wanneer ijsmissies naar Mars beginnen, dit ijs kan worden betreden om water te leveren voor oppervlaktehabitats. Bovendien kan ijs dat daar niet vandaan hoeft te komen, ook worden gebruikt om hydrazine-brandstof te maken voor terugkeermissies.
Dit zou de reistijden en de kosten van het monteren van missies naar Mars aanzienlijk verminderen, aangezien het ruimtevaartuig niet genoeg brandstof voor de hele reis zou moeten vervoeren en daarom kleiner en sneller zou zijn. In het geval dat mensen op een dag een kolonie op Mars vestigen, kunnen deze zelfde ondergrondse afzettingen ook worden gebruikt voor drink-, sanitaire en irrigatiewater.
Als zodanig plaatst deze studie - die aangeeft dat lage diëlektrische constanten het gevolg kunnen zijn van iets anders dan de aanwezigheid van waterijs - een beetje een domper op deze plannen. Echter, in context begrepen, biedt het wetenschappers een manier om ondergronds ijs te lokaliseren. In plaats van de aanwezigheid van ondergronds ijs weg van de poolgebieden volledig uit te sluiten, kan het in feite de weg wijzen naar de broodnodige afzettingen.
Men kan alleen maar hopen dat deze regio's niet beperkt blijven tot de poolgebieden van de planeet, die veel moeilijker toegankelijk zouden zijn. Als toekomstige missies en (vingers over elkaar geslagen!) Permanente buitenposten gedwongen worden hun water in te pompen, zou het veel zuiniger zijn om het vanuit ondergrondse bronnen te doen, in plaats van het helemaal van de poolkappen te halen.
