I henhold til bevis samlet av flere robotbane, rovere og landere i løpet av flere tiår, forstår forskere at Mars en gang var et varmere, vannaktig sted. Men for mellom 4,2 og 3,7 milliarder år siden begynte dette å endre seg. Da Mars-magnetfeltet forsvant, begynte atmosfæren sakte å bli strippet bort av solvind, slik at overflaten ble kald og tørr og gjorde det umulig for vann å eksistere i flytende form.
Mens mye av planetens vann nå er konsentrert i polare iskapper, har forskere spekulert i at noe av Mars fortidens vann fremdeles kan ligge under jorden. Takket være en ny studie fra et team av italienske forskere, er det nå bekreftet at flytende vann fremdeles eksisterer under Mars 'sørlige polare region. Denne oppdagelsen har satt en stopper for et femten år mysterium og styrket potensialet for fremtidige oppdrag til Mars.
Studien, med tittelen “Radarbevis for underliggende flytende vann på Mars”, dukket nylig opp i journal Vitenskap. Studien ble ledet av Roberto Orosei fra National Institute of Astrophysics (INAF) i Italia, og inkluderte medlemmer fra den italienske romfartsorganisasjonen (ASI), ESA Center for Earth Observation (ESRIN), og flere observatorier, forskningsinstitusjoner og universiteter.
Så langt har robotoppdrag avslørt betydelige bevis på fortidens vann på Mars. Disse inkluderer uttørkede elvedaler og gigantiske utstrømningskanaler oppdaget av omløpere, og bevis på mineralrik jord som bare kan dannes i nærvær av flytende vann av rovere og landere. Tidlige bevis fra ESAs Mars Express sonden har også vist at vann-is eksisterer ved planetens poler og er begravet i lagene ispedd støv.
Imidlertid har forskere lenge mistenkt at flytende vann kan eksistere under de polare ishettene, omtrent på samme måte som flytende vann antas å ligge til bak isbreer her på jorden. I tillegg kan tilstedeværelsen av salter på Mars redusere smeltepunktet for vann under overflaten og holde det i flytende tilstand, til tross for temperaturer under null som er tilstede både på overflaten og under jorden.
I mange år har data fra Mars Express ' Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding (MARSIS) instrument - som har blitt brukt til å studere den sørlige polare regionen - har forblitt enestående. Som alle jordgjennomtrengende radar, er dette instrumentet avhengig av radarpulser for å kartlegge overflatetopografi og bestemme egenskapene til materialene som ligger under overflaten.
Heldigvis, etter betydelig analyse, kunne studieteamet utvikle nye teknikker som gjorde det mulig for dem å samle inn nok høyoppløsningsdata til å bekrefte tilstedeværelsen av flytende vann under den sørlige iskappen. Som Andrea Cicchetti, MARSIS operasjonsleder og en medforfatter på det nye papiret, indikerte:
"Vi har sett antydninger til interessante undergrunnsfunksjoner i årevis, men vi kunne ikke gjengi resultatet fra bane til bane, fordi samplingshastighetene og oppløsningen av dataene våre tidligere var for lave. Vi måtte komme med en ny driftsmodus for å omgå en viss prosessering ombord og utløse en høyere samplingfrekvens og dermed forbedre oppløsningen på fotavtrykket til datasettet vårt: nå ser vi ting som rett og slett ikke var mulig før. "
Det de fant var at den sørlige polar regionen er laget av mange lag med is og støv ned til 1,5 km dybde over et 200 km bredt område, og inneholdt et anomalt område på 20 km bredde. Som Roberto Orosei, hovedetterforskeren av MARSIS-eksperimentet og hovedforfatter av papiret, forklarte i en fersk ESA-pressemelding:
“Denne underjordiske anomalien på Mars har radaregenskaper som samsvarer med vann eller vannrike sedimenter. Dette er bare ett lite studieområde; det er et spennende potensiale å tro at det kan være flere av disse underjordiske vannlommene andre steder, men som ennå ikke blir oppdaget. ”
Etter å ha analysert egenskapene til de reflekterte radarsignalene og tatt hensyn til sammensetningen av de lagdelte forekomstene og forventede temperaturprofiler under overflaten, konkluderte forskerne med at den 20 km brede funksjonen er et grensesnitt mellom isen og en stabil kropp av flytende vann . For at MARSIS skal kunne oppdage en slik lapp med vann, må den være minst flere titalls centimeter tykk.
Disse funnene hever også muligheten for at det er liv på Mars, både nå og i fortiden. Dette er basert på forskning som fant mikrobielt liv i Vostok-sjøen, som ligger omtrent 4 km under isen i Antarktis. Hvis livet kan trives i salte, underliggende miljøer på jorden, er det mulig at de også kunne overleve på Mars. Å avgjøre om dette er tilfelle vil være formålet med eksisterende og fremtidige oppdrag til Mars.
Som Dmitri Titov, en av Mars Express prosjektforsker, forklart:
“Den lange varigheten av Mars Express, og den utmattende innsatsen som er gjort av radarteamet for å overvinne mange analytiske utfordringer, muliggjorde dette etterlengtede resultatet, og demonstrerte at oppdraget og dens nyttelast fremdeles har et stort vitenskapelig potensiale. Denne spennende oppdagelsen er et høydepunkt for planetarisk vitenskap og vil bidra til vår forståelse av evolusjonen til Mars, historien til vannet på naboplaneten og dens levedyktighet. ”
De Mars Express lansert 2. juni 2003, og skal feire 15 år i bane rundt Mars innen 25. desember i år. I løpet av de kommende årene vil ESA's få selskap av den ExoMars 2020 oppdrag, NASAs Mars 2020 Rover, og en rekke andre vitenskapelige eksperimenter. Disse oppdragene vil bane vei for et potensielt besetningsoppdrag, som NASA planlegger å montere innen 2030-årene.
Hvis det faktisk er flytende vann å finne på Mars, vil det gå langt for å lette fremtidig forskning og til og med en pågående menneskelig tilstedeværelse på overflaten. Og hvis det fortsatt er liv på Mars, vil den nøye undersøkelsen av dets økosystemer bidra til å adressere det helt viktige spørsmålet om hvordan og når livet dukket opp i solsystemet.
