Neue Computersimulationen bezweifeln die Möglichkeit eines unter der südlichen Eiskappe des Mars begrabenen Sees aus flüssigem Wasser, die darauf hindeuten, dass dicht gepackte Eisschichten die gleichen Radarreflexionen erzeugen könnten wie flüssiges Wasser.
Im Jahr 2018 die Europäische Weltraumorganisation Mars-Express Der Orbiter nutzte sein MARSIS-Instrument (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding), um ein scheinbar 20 Kilometer breites Feld zu identifizieren. See mit flüssigem Wasser tief unter 1,5 km (0,93 Meilen) Eis in einer Region namens Planum Australe in der südlichen Polarebene des Mars begraben. Ähnliche Beweise wurden später für gefunden möglicherweise Dutzende von Seenaber einige liegen so nah an der Oberfläche, dass es unmöglich schien, dass das Wasser dort flüssig sein könnte.
Dies liegt daran, dass die Oberfläche von Marsch Ost zu kalt und das atmosphärisch Der Druck ist zu niedrig, sodass flüssiges Wasser zu nahe an der Oberfläche verbleiben kann. An der Basis der Südpol-Eiskappe könnten jedoch die Temperatur- und Druckbedingungen, unterstützt durch etwas natürliches Frostschutzmittel, die Existenz von Brackseen ermöglichen.
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Dieses Frostschutzmittel könnte in Form von Calcium- und Magnesiumperchlorat vorliegen, einer chemischen Verbindung, die von der NASA auf der Marsoberfläche entdeckt wurde. Mission Phoenix im Jahr 2008. Magnesium- und Calciumperchlorat würden, wenn sie in Wasser gelöst würden, ihren Gefrierpunkt auf ein Minimum von minus 68 Grad bzw. minus 75 Grad Celsius (minus 92 bzw. minus 103 Grad Fahrenheit) senken – sehr nahe an der vorhergesagten Temperatur von minus 68 Grad Grad C (minus 90 Grad F) an der Basis des Eisschildes. Daher ist es nicht weit hergeholt, sich vorzustellen, dass lokale Bedingungen von Temperatur, Druck und Perchloratkonzentration dazu führen, dass sich auf dem Mars große Ansammlungen flüssigen Wassers bilden.
Weitere Beweise für die Existenz solcher Seen lieferten Messungen der Wellen des Oberflächeneises; Flüssiges Wasser verringert die Reibung zwischen einer Eisdecke und dem darunter liegenden Grundgestein, wodurch die Eisdecke schneller über das Grundgestein fließen kann. Dieser Anstieg der Strömung verursacht Senken und Spitzen im Oberflächeneis genau das, was wir sehen im Planum Australe.
Trotz all dieser Beweise sind viele in der Planetenwissenschaftsgemeinschaft skeptisch geblieben; Das Vorhandensein von flüssigem Wasser auf dem Mars wäre eine außergewöhnliche Entdeckung und würde außergewöhnliche Beweise erfordern. Jetzt hat ein Team von Wissenschaftlern der Cornell University diese Skepsis mit neuen Erkenntnissen angefacht, die eine alternative Erklärung für Radarechos liefern.
„Ich kann nicht sagen, dass es unmöglich ist, dass es dort flüssiges Wasser gibt, aber wir zeigen, dass es viel einfachere Möglichkeiten gibt, die gleichen Beobachtungen zu erhalten, ohne so weit gehen zu müssen, indem wir Mechanismen und Materialien verwenden, von denen wir bereits wissen, dass sie dort existieren.“ sagte Daniel Lalich aus Cornell in einem Stellungnahme. Lalich ist der Hauptautor neuer Forschungsergebnisse, die darauf hindeuten, dass verdichtete Eisschichten ein starkes Radarsignal zurücksenden könnten, das dem Radarecho einer Flüssigkeitsschicht ähnelt.
Aufgrund der Flachheit eines Sees ist ein großes Gewässer in der Lage, Radar zu seiner Quelle zurückzureflektieren, und so weiter Erde Helle Radarreflexionen, wie sie von MARSIS entdeckt wurden, würden mit ziemlicher Sicherheit flüssiges Wasser bedeuten, ähnlich wie Wassertaschen unter der Antarktis wie z Wostoksee. Planetenforscher sollten jedoch darauf achten, nicht anzunehmen, dass das, was für die Erde gilt, auch für andere Planeten gilt, auf denen die Bedingungen nicht die gleichen sind.
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Lalichs Gruppe führte Tausende von Simulationen durch, um zu testen, ob mehrere Schichten dicht gepackten Eises das Radarsignal eines Sees nachahmen können. Jede Simulation variierte sowohl die Dicke der Eisschichten als auch ihre Zusammensetzung (d. h. wie schmutzig sie waren). Sie fanden heraus, dass in vielen Fällen dichte Eisschichten, die vor langer Zeit abgelagert und unter dem Gewicht der Eisdecke zerdrückt wurden, helle Radarreflexionen erzeugen können, genau wie die von MARSIS erfassten.
Der Trick liegt in der „konstruktiven Interferenz“ von Radarwellen. Die räumliche Auflösung von MARSIS ist begrenzt und wenn die Eisschichten zu dünn sind, kann das Radarinstrument sie nicht unterscheiden. Jede Schicht würde einen Teil des Radarstrahls reflektieren, und weil die Schichten so eng zusammengedrückt sind, überlappen und kombinieren sich die Radarechos, wodurch ihre Stärke verstärkt und sie heller werden.
„Dies ist das erste Mal, dass wir eine Hypothese haben, die die gesamte Beobachtungspopulation unter der Eisdecke erklärt, ohne dass etwas Einzigartiges oder Seltsames eingeführt werden muss“, sagte Lalich. „Dieses Ergebnis, bei dem wir überall Streulichtreflexionen erhalten, ist genau das, was man von Dünnschichtinterferenzen im Radar erwarten würde.“
Die Frage, ob es unter der südlichen Polkappe einen Bracksee gibt, bleibt vorerst unbeantwortet, aber Lalich sagt, dass die Simulationen zumindest eine viel einfachere und seiner Ansicht nach wahrscheinlichere Erklärung liefern als ein See.
„Die Idee, dass es flüssiges Wasser gibt, auch nur ein bisschen in der Nähe der Oberfläche, wäre wirklich aufregend gewesen“, sagte Lalich. „Ich glaube einfach nicht, dass es da ist.“
Die Ergebnisse von Lalichs Team wurden am 7. Juni in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftler machen Fortschritte.