En av de mest djupgående likheterna mellan Jorden och Mars, en som gör det till ett populärt mål för forskning och utforskning, är närvaron av vattenis på ytan (främst i form av dess polära iskappar). Men kanske ännu mer intressant är närvaron av glaciärer under ytan, vilket är något som forskarna har spekulerat i länge innan deras närvaro bekräftades.
Dessa cachar med underjordiskt vatten kan berätta mycket om Martians historia och kan till och med vara en ovärderlig resurs om människor någonsin väljer att göra Mars till sitt hem en dag. Enligt en nyligen genomförd studie av ett par forskare från University of Texas i Austin och Arizona finns det också islager under den norra polära iskappen som kan vara den största vattenbehållaren på planeten.
Resultaten var föremål för en studie som nyligen publicerades i Geofysiska forskningsbrev. Studien leddes av Stefano Nerozzi, en doktorand från University of Texas vid Austins Institute of Geophysics (UTIG) och fick hjälp av professor Jack Holt från University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory (LPL).
För deras undersöknings skull förlitade sig Nerozzi och prof. Holt på data som samlats in av Shallow Radar (SHARAD) -instrumentet ombord på Mars Reconnaissance Orbiter's (MRO) - som kan tränga upp till 2,4 km (1,5 mi) under ytan med radarvågor. Vad de rapporterade var upptäckten av flera lager sand och is ungefär 1,6 km (1 mi) under Mars nordpol.
Dessa lager visade sig vara 90% vatten på vissa ställen och tros vara resterna av gamla polära isark. Om de smälts indikerar forskarna att de skulle skapa ett globalt hav med ett djup av minst 1,5 meter (5 fot). Som Nerozzi förklarade i ett pressmeddelande från UT News var detta fynd ganska förvånande. "Vi förväntade oss inte att hitta så mycket vattenis här", sa han. "Det gör det troligtvis till den tredje största vattenbehållaren på Mars efter de polära iskapslarna."
Resultaten bekräftades av en separat studie (som Nerozzi var medförfattare) som leds av forskare vid Johns Hopkins University och som också dykt upp i Geofysiska forskningsbrev. För denna studie förlitade teamet sig på tyngdkraftsdata för att placera begränsningar för tätheten i området under polarisen. Från de lågdensitetsavläsningar som de fick uppskattade de att lagren is och sand är mer än 50% vatten totalt sett.
Denna upptäckt är en välsignelse för forskare eftersom dessa lager i huvudsak är ett register över tidigare klimatförändringar, och analys av dem kan avslöja några mycket intressanta saker om planetens historia. Kort sagt, geometrin och sammansättningen av dessa lager kan hjälpa forskare att avgöra om det Martiska klimatet någonsin var gynnsamt för livet.
När det gäller hur allt detta vatten kom dit, teoretiserar författarna att de bildade under tidigare perioder med uppvärmning och kylning på Mars. Forskare har känt under en tid glaciala händelser äger rum på Mars som drivs av variationer i planetens bana och lutning (ungefär som Jorden). Under perioder på cirka 50 000 år lutar Mars mer mot solen innan han gradvis återvänder till en upprätt position.
När Mars sitter mer upprätt värmer ekvatorialområdet medan den norra polära regionen svalnar, vilket får iskapen att gå framåt. När planeten lutar mot solen värms den polära regionen, vilket får iskaparna att smälta. Det är under dessa tider som resterna av iskapslarna kommer att täckas i sand, vilket historiskt har skyddat dem från exponering för solen och spridit sig ut i atmosfären.
Professor Holt, som var forskarprofessor vid UTIG i 19 år innan han gick till University of Arizona 2018, har varit en medutredare med SHARADs vetenskapsteam sedan MRO anlände till Mars 2006. Med hjälp av data från detta instrument, MRO kunde också bekräfta närvaron av glaciärer under marken runt Mars
"Överraskande nog är den totala volymen vatten som är inlåst i dessa begravda polära avlagringar ungefär densamma som all vattenis som är känd för att finnas i glaciärer och begravda islager på lägre breddegrader på Mars, och de är ungefär samma ålder."
Tidigare trodde forskare att de gamla iskapparna förlorades, men den här studien avslöjar att den norra isarken har överlevt under planetens yta, ordnade som alternativa is- och sandband. Denna studie motsäger inte bara antagandet utan ger också ny och viktig insikt i utbytet av vattenis mellan Mars: s poler och mellanlängdgrader.
En annan spännande möjlighet är hur studiet av dessa glaciärer kan hjälpa till att avgöra om Mars någonsin var beboelig. Som Nerozzi förklarade:
"Att förstå hur mycket vatten som var tillgängligt globalt kontra polerna är viktigt om du kommer att ha flytande vatten på Mars. Du kan ha alla rätt förutsättningar för livet, men om det mesta av vattnet är låst vid polerna, blir det svårt att ha tillräckligt med flytande vatten nära ekvatorn. ”
Tack vare ett växande antal robotuppdrag som har skickats till Mars har det vi vet om planeten vuxit snabbt. Och med varje ny upptäckt blir behovet av ytterligare utforskning uppenbart. En dag snart kan vi öka dessa ansträngningar genom att skicka mänskliga astronauter dit, som till och med kan bana väg för mänsklig bosättning.
Och när dessa människor kommer kommer närvaron av glaciärer under jord att spela en viktig roll i deras ansträngningar.
