Mars moderna landskap är något av en paradox. Det är många ytfunktioner som är mycket lik de på jorden som orsakas av erosion med vatten. Men för deras liv kan forskare inte föreställa sig hur vatten kunde ha flödat på Mars kalla och uttorkade yta under större delen av Mars historia. Medan Mars en gång var en varmare, våtare plats, har den haft en mycket tunn atmosfär i miljarder år nu, vilket gör vattenflödet och erosion mycket osannolikt.
I själva verket, medan ytan på Mars periodvis blir tillräckligt varm för att tillåta is att tina, skulle flytande vatten koka en gång utsatt för den tunna atmosfären. I en ny studie ledd av ett internationellt team av forskare från Storbritannien, Frankrike och Schweiz har det emellertid fastställts att en annan typ av transportprocess som involverar sublimering av vattenis kan ha lett till att det Martiska landskapet blev som det är idag .
Studien, som leds Dr. Jan Raack - en Marie Sklodowska-Curie forskningsstipendiat vid The Open University - publicerades nyligen i den vetenskapliga tidskriften Naturkommunikation. Med titeln "Vatteninducerat sediment Levitation förbättrar transporter på nedförsbacke på Mars", denna forskningsstudie bestod av experiment som testade hur processer på Mars 'yta kunde tillåta vattentransport utan att det var i flytande form.
För att genomföra sina experiment använde teamet Mars Simulation Chamber, ett instrument vid The Open University som kan simulera de atmosfäriska förhållandena på Mars. Det handlade om att sänka atmosfärstrycket inuti kammaren till det som är normalt för Mars - cirka 7 mbar, jämfört med 1000 mbar (1 bar eller 100 kilopascal) här på jorden - samtidigt som temperaturen justerades.
På Mars varierar temperaturer från en låg nivå av -143 ° C (-255 ° F) under vintern vid polerna till högst 35 ° C (95 ° F) vid ekvatorn under middagstid på sommaren. Efter att ha återskapat dessa förhållanden fann teamet att när vattenisen utsattes för den simulerade Martianatmosfären, skulle den inte bara smälta. Istället skulle det bli instabilt och börja våldsamt koka av.
Teamet fann emellertid också att denna process skulle kunna flytta stora mängder sand och sediment, vilket effektivt skulle "levite" på det kokande vattnet. Detta betyder att relativt små mängder flytande vatten jämfört med Jorden kan flytta sediment över Marsytan. Dessa avloppsfickor med sand och skräp skulle kunna bilda stora sanddyner, klyftor, återkommande lutningslinjer och andra särdrag som observerats på Mars.
Tidigare har forskare angett hur dessa funktioner var resultatet av sedimenttransport nedför sluttningar, men var oklara med avseende på mekanismerna bakom dem. Som Dr. Jan Raack förklarade i ett pressmeddelande från OUNews:
”Vår forskning har upptäckt att den här livningseffekten som orsakas av kokande vatten under lågt tryck möjliggör snabb transport av sand och sediment över ytan. Detta är ett nytt geologiskt fenomen, som inte händer på jorden, och kan vara avgörande för att förstå liknande processer på andra planetytor. "
Genom dessa experiment kunde Dr. Raack och hans kollegor belysa hur förhållandena på Mars kunde möjliggöra funktioner som vi tenderar att förena med strömmande vatten här på jorden. Förutom att hjälpa till att lösa en något omstridd debatt om Mars geologiska historia och evolution, är denna studie också viktig när det gäller framtida utforskningsuppdrag.
Dr. Raack erkänner behovet av mer forskning för att bekräfta sina studier slutsatser och indikerade att ESA: s ExoMars 2020 Rover kommer att vara väl belägen för att genomföra den när den har distribuerats:
”Detta är ett kontrollerat laboratorieexperiment, men forskningen visar att effekterna av relativt små mängder vatten på Mars i formande funktioner på ytan kan ha varit mycket underskattade. Vi måste göra mer forskning om hur vatten flyter på Mars och uppdrag som ESA ExoMars 2020 Rover kommer att ge viktig insikt för att hjälpa oss att bättre förstå vår närmaste granne. ”
Studien författades av forskare från STFC Rutherford Appleton Laboratory, University of Bern och University of Nantes. Det inledande konceptet utvecklades av Susan J. Conway från University of Nantes och finansierades av ett bidrag från Europlanet 2020 Research Infrastructure, som är en del av Europeiska unionens forsknings- och innovationsprogram Horizon 2020.
Se till att kolla in den här videon av Dr. Jan Raack som förklarar deras experiment också, med tillstånd av The Open University:
