Nach Beweisen, die mehrere Roboterorbiter, Rover und Lander im Laufe mehrerer Jahrzehnte gesammelt haben, verstehen Wissenschaftler, dass der Mars einst ein wärmerer, wässriger Ort war. Vor 4,2 bis 3,7 Milliarden Jahren begann sich dies zu ändern. Als das Marsmagnetfeld verschwand, wurde die Atmosphäre langsam vom Sonnenwind abgestreift, wodurch die Oberfläche kalt und trocken blieb und es unmöglich wurde, dass Wasser in flüssiger Form existierte.
Während ein Großteil des Wassers des Planeten jetzt in den polaren Eiskappen konzentriert ist, haben Wissenschaftler spekuliert, dass sich ein Teil des vergangenen Marswassers noch unter der Erde befinden könnte. Dank einer neuen Studie eines Teams italienischer Wissenschaftler wurde nun bestätigt, dass unter der südlichen Polarregion des Mars noch flüssiges Wasser vorhanden ist. Diese Entdeckung hat einem fünfzehnjährigen Rätsel ein Ende gesetzt und das Potenzial für zukünftige Missionen zum Mars gestärkt.
Die Studie mit dem Titel „Radarbeweise für subglaziales flüssiges Wasser auf dem Mars“ wurde kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft. Die Studie wurde von Roberto Orosei vom Nationalen Institut für Astrophysik (INAF) in Italien geleitet und umfasste Mitglieder der Italienischen Weltraumorganisation (ASI), des ESA-Zentrums für Erdbeobachtung (ESRIN) sowie mehrerer Observatorien, Forschungseinrichtungen und Universitäten.
Bisher haben Robotermissionen erhebliche Hinweise auf vergangenes Wasser auf dem Mars ergeben. Dazu gehören ausgetrocknete Flusstäler und gigantische Abflusskanäle, die von Orbitern entdeckt wurden, sowie Hinweise auf mineralreiche Böden, die sich nur in Gegenwart von flüssigem Wasser durch Rover und Lander bilden können. Frühe Beweise der ESA Mars Express Die Sonde hat auch gezeigt, dass Wassereis an den Polen des Planeten vorhanden ist und in den mit Staub durchsetzten Schichten vergraben ist.
Wissenschaftler haben jedoch lange vermutet, dass flüssiges Wasser unter den polaren Eiskappen existieren könnte, ähnlich wie angenommen wird, dass flüssiges Wasser den Gletschern hier auf der Erde zugrunde liegt. Darüber hinaus könnte das Vorhandensein von Salzen auf dem Mars den Schmelzpunkt von unterirdischem Wasser weiter senken und es trotz der an der Oberfläche und im Untergrund herrschenden Minustemperaturen in einem flüssigen Zustand halten.
Seit vielen Jahren Daten aus dem Mars Express Das MARSIS-Instrument (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding), mit dem die südliche Polarregion untersucht wurde, ist nach wie vor nicht schlüssig. Wie jedes Bodenradar stützt sich dieses Instrument auf Radarimpulse, um die Oberflächentopographie abzubilden und die Eigenschaften der Materialien zu bestimmen, die unter der Oberfläche liegen.
Glücklicherweise konnte das Studienteam nach eingehender Analyse neue Techniken entwickeln, mit denen genügend hochauflösende Daten gesammelt werden konnten, um das Vorhandensein von flüssigem Wasser unter der südlichen Eiskappe zu bestätigen. Andrea Cicchetti, MARSIS-Betriebsleiterin und Mitautorin des neuen Papiers, erklärte:
„Wir hatten jahrelang Hinweise auf interessante Merkmale unter der Oberfläche gesehen, konnten das Ergebnis jedoch nicht von Umlaufbahn zu Umlaufbahn reproduzieren, da die Abtastraten und die Auflösung unserer Daten zuvor zu niedrig waren. Wir mussten einen neuen Betriebsmodus entwickeln, um einige Onboard-Verarbeitungen zu umgehen und eine höhere Abtastrate auszulösen und damit die Auflösung des Footprints unseres Datensatzes zu verbessern: Jetzt sehen wir Dinge, die vorher einfach nicht möglich waren. “
Sie fanden heraus, dass die südliche Polarregion aus vielen Eis- und Staubschichten bis zu einer Tiefe von etwa 1,5 km auf einem 200 km breiten Gebiet besteht und ein anomales Gebiet mit einer Breite von 20 km aufweist. Wie Roberto Orosei, der Hauptforscher des MARSIS-Experiments und Hauptautor des Papiers, in einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung der ESA erklärte:
„Diese unterirdische Anomalie auf dem Mars weist Radareigenschaften auf, die mit Wasser oder wasserreichen Sedimenten übereinstimmen. Dies ist nur ein kleines Untersuchungsgebiet; Es ist eine aufregende Aussicht zu glauben, dass es anderswo noch mehr dieser unterirdischen Wassertaschen geben könnte, die noch entdeckt werden müssen. “
Nach Analyse der Eigenschaften der reflektierten Radarsignale und unter Berücksichtigung der Zusammensetzung der Schichtablagerungen und der erwarteten Temperaturprofile unter der Oberfläche gelangten die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass das 20 km breite Merkmal eine Grenzfläche zwischen dem Eis und einem stabilen Körper aus flüssigem Wasser darstellt . Damit MARSIS einen solchen Wasserfleck erkennen kann, muss er mindestens einige zehn Zentimeter dick sein.
Diese Erkenntnisse erhöhen auch die Möglichkeit, dass es jetzt und in der Vergangenheit Leben auf dem Mars gibt. Dies basiert auf Untersuchungen, die mikrobielles Leben im Wostoksee fanden, der sich etwa 4 km unterhalb des Eises in der Antarktis befindet. Wenn das Leben in salzigen, subglazialen Umgebungen auf der Erde gedeihen kann, ist es möglich, dass sie auch auf dem Mars überleben. Zu bestimmen, ob dies der Fall ist, ist der Zweck bestehender und zukünftiger Missionen zum Mars.
Als Dmitri Titov, einer der Mars Express Projektwissenschaftler, erklärt:
„Die lange Dauer von Mars Express und die anstrengenden Anstrengungen des Radarteams, viele analytische Herausforderungen zu bewältigen, ermöglichten dieses lang erwartete Ergebnis und zeigten, dass die Mission und ihre Nutzlast immer noch ein großes wissenschaftliches Potenzial haben. Diese aufregende Entdeckung ist ein Höhepunkt für die Planetenforschung und wird zu unserem Verständnis der Entwicklung des Mars, der Geschichte des Wassers auf unserem Nachbarplaneten und seiner Bewohnbarkeit beitragen. “
Das Mars Express gestartet am 2. Juni 2003 und wird bis zum 25. Dezember dieses Jahres 15 Jahre im Orbit des Mars feiern. In den kommenden Jahren werden die ESA hinzukommen ExoMars 2020 Mission der NASA Mars 2020 Roverund eine Reihe anderer wissenschaftlicher Experimente. Diese Missionen werden den Weg für eine potenzielle Besatzung mit Besatzung ebnen, die die NASA bis 2030 planen wird.
Wenn tatsächlich flüssiges Wasser auf dem Mars zu finden ist, wird dies einen großen Beitrag zur Erleichterung der zukünftigen Forschung und sogar zu einer kontinuierlichen menschlichen Präsenz an der Oberfläche leisten. Und wenn es auf dem Mars noch Leben gibt, wird die sorgfältige Erforschung seiner Ökosysteme dazu beitragen, die alles entscheidende Frage zu beantworten, wie und wann Leben im Sonnensystem entstanden ist.
