Een van de meest diepgaande overeenkomsten tussen de aarde en Mars, waardoor het een populair doelwit is voor onderzoek en exploratie, is de aanwezigheid van waterijs op het oppervlak (voornamelijk in de vorm van de poolkappen). Maar misschien nog interessanter is de aanwezigheid van gletsjers onder het oppervlak, iets waarover wetenschappers hebben gespeculeerd lang voordat hun aanwezigheid werd bevestigd.
Deze opslagplaatsen van ondergronds water zouden ons veel kunnen vertellen over de geschiedenis van Mars, en zouden zelfs van onschatbare waarde kunnen zijn als mensen ooit zouden kiezen om van Mars hun thuis te maken. Volgens een recent onderzoek door een paar wetenschappers van de universiteiten van Texas in Austin en Arizona, zijn er ook ijslagen onder de noordelijke poolkap die het grootste waterreservoir op aarde zou kunnen zijn.
De bevindingen waren het onderwerp van een onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven. De studie werd geleid door Stefano Nerozzi, een afgestudeerde student van de Universiteit van Texas aan het Austin Institute of Geophysics (UTIG) en werd bijgestaan door professor Jack Holt van het Lunar and Planetary Laboratory (LPL) van de Universiteit van Arizona.
Voor hun studie vertrouwden Nerozzi en prof. Holt op gegevens verzameld door het Shallow Radar (SHARAD) -instrument aan boord van de Mars Reconnaissance Orbiter's (MRO) - dat in staat is om tot 2,4 km (1,5 mijl) onder de oppervlak met behulp van radargolven. Wat ze rapporteerden, was de ontdekking van verschillende lagen zand en ijs, ongeveer 1,6 km (1 mijl) onder de noordpool van Mars.
Deze lagen bleken op sommige plaatsen voor 90% uit water te bestaan en worden verondersteld de overblijfselen te zijn van oude poolijskappen. Als ze smelten, geven de onderzoekers aan dat ze een mondiale oceaan zouden creëren met een diepte van minstens 1,5 meter (5 voet). Zoals Nerozzi uitlegde in een persbericht van UT News, was deze vondst vrij verrassend. "We hadden niet verwacht dat we hier zoveel waterijs zouden vinden", zei hij. 'Dat maakt het waarschijnlijk het op twee na grootste waterreservoir op Mars na de poolkappen.'
De bevindingen werden bevestigd door een afzonderlijke studie (waaraan Nerozzi een co-auteur was) die werd geleid door onderzoekers van de Johns Hopkins University en ook verscheen in de Geofysische onderzoeksbrieven. Voor deze studie vertrouwde het team op zwaartekrachtgegevens om beperkingen op te leggen aan de dichtheid van het gebied onder de poolijskap. Uit de metingen met lage dichtheid die ze verkregen, schatten ze dat de lagen ijs en zand in totaal meer dan 50% water bevatten.
Deze ontdekking is een zegen voor wetenschappers, aangezien deze lagen in wezen een verslag zijn van de klimaatverandering in het verleden, en analyse ervan zou enkele zeer interessante dingen over de geschiedenis van de planeet kunnen onthullen. Kortom, de geometrie en samenstelling van deze lagen zouden wetenschappers kunnen helpen bepalen of het Mars-klimaat ooit gunstig voor het leven was.
Wat betreft hoe al dat water daar terechtkwam, theoretiseren de auteurs dat ze zich in de afgelopen perioden van opwarming en afkoeling op Mars hebben gevormd. Wetenschappers weten al geruime tijd dat er op Mars glaciale gebeurtenissen plaatsvinden die worden aangedreven door variaties in de baan en kanteling van de planeet (net als de aarde). In perioden van ongeveer 50.000 jaar kantelt Mars meer naar de zon voordat het geleidelijk terugkeert naar een rechtopstaande positie.
Wanneer Mars meer rechtop zit, warmt het equatoriale gebied op terwijl het noordelijke poolgebied afkoelt, waardoor de ijskappen oprukken. Wanneer de planeet naar de zon kantelt, warmt het poolgebied op, waardoor de ijskappen smelten. Het is in deze tijden dat de overblijfselen van de ijskappen bedekt worden met zand, waardoor ze historisch zijn beschermd tegen blootstelling aan de zon en verdwijnen in de atmosfeer.
Prof. Holt, die 19 jaar onderzoeksprofessor was bij de UTIG voordat hij in 2018 bij de Universiteit van Arizona kwam, is sinds de MRO in 2006 in Mars aangekomen, mede-onderzoeker bij het wetenschappelijke team van SHARAD. MRO kon ook de aanwezigheid van ondergrondse gletsjers rond het midden van Mars bevestigen
"Verrassend genoeg is het totale volume water dat is opgesloten in deze begraven poolafzettingen ongeveer hetzelfde als al het waterijs dat bekend is in gletsjers en begraven ijslagen op lagere breedtegraden op Mars, en ze zijn ongeveer even oud"
Eerder dachten wetenschappers dat de oude ijskappen verloren waren gegaan, maar uit deze studie blijkt dat de noordelijke ijskap onder het oppervlak van de planeet heeft overleefd, gerangschikt als afwisselende ijs- en zandbanden. Deze studie is niet alleen in tegenspraak met die veronderstelling, maar biedt ook nieuwe en belangrijke inzichten in de uitwisseling van waterijs tussen de polen van Mars en de middelste breedtegraden.
Een andere opwindende mogelijkheid is de manier waarop de studie van deze gletsjers kon helpen bepalen of Mars ooit bewoonbaar was. Zoals Nerozzi uitlegde:
"Begrijpen hoeveel water er wereldwijd beschikbaar was versus in de polen is belangrijk als je vloeibaar water op Mars wilt hebben. Je kunt alle juiste levensomstandigheden hebben, maar als het meeste water aan de polen is opgesloten, wordt het moeilijk om voldoende hoeveelheden vloeibaar water in de buurt van de evenaar te hebben. '
Dankzij een groeiend aantal robotmissies die naar Mars zijn gestuurd, is wat we weten over de planeet met grote sprongen gegroeid. En bij elke nieuwe ontdekking wordt de behoefte aan verdere verkenning duidelijk. Op een dag zullen we die inspanningen misschien vergroten door menselijke astronauten daarheen te sturen, wat zelfs de weg kan effenen voor menselijke vestiging.
En wanneer die mensen arriveren, zal de aanwezigheid van ondergrondse gletsjers een grote rol spelen in hun inspanningen.
