Eine neue Studie zeigt, dass der Mars sehr wohl vulkanisch aktiv sein kann. Der Beweis liegt vielmehr im Wasser.
In der Vergangenheit war der Mars ein viel wärmerer und feuchterer Ort. Auf dem Mars gibt es immer noch viel Wasser, hauptsächlich als Dampf und Eis. Im August 2018 zeigte eine in Science veröffentlichte Studie einen 20 km breiten See mit flüssigem Wasser unter festem Eis am Mars-Südpol. Die Autoren dieser Studie schlugen vor, dass das Wasser wahrscheinlich durch den Druck von oben und durch den Gehalt an gelöstem Salz in flüssigem Zustand gehalten wurde.
Diese neue Studie zeigt jedoch, dass Druck und Salz das Gefrieren des Wassers nicht hätten verhindern können. Nur vulkanische Aktivitäten hätten es warm genug halten können. Insbesondere eine in den letzten hundert Jahren gebildete Magmakammer ist die einzige Möglichkeit, das Gefrieren dieses Wassers zu verhindern.
"... wir sind wirklich interessiert zu sehen, wie die Community darauf reagiert."
Michael Sori, Lunar and Planetary Laboratory, Universität von Arizona, Co-Hauptautor.
Die Studie von 2018 konzentrierte sich auf ein Gebiet am Südpol des Mars, das Planum Australe oder Southern Polar Plain. Radardaten vom Mars Express-Orbiter der ESA. Es zeigte einen 20 km breiten See mit flüssigem Wasser an den sogenannten Südpol-Schichtablagerungen (SPLDs). Diese Studie präsentierte jedoch nur die Radardaten unter der Oberfläche, die das flüssige Wasser zeigen, und legte nahe, dass Druck und Salz den See vor dem Gefrieren bewahrten. Die Autoren haben die Bedingungen für die Aufrechterhaltung dieses flüssigen Wassers nicht quantifiziert.
Die neue Studie, veröffentlicht im AGU-Journal Geophysikalische Forschungsbriefe,gießt Wasser auf die Salz- und Druckidee. Die Autoren gehen weiter und geben an, dass es ohne eine Magmakammer unter dem Südpol wahrscheinlich überhaupt kein Wasser gibt.
"Es könnte dort Wasser geben, aber man muss es erklären, und diese Leute haben wirklich gute Arbeit geleistet, um zu sagen, was erforderlich ist und dass Salz nicht ausreicht."
Jack Holt, Professor, Mond- und Planetenlabor an der Universität von Arizona.
"Unterschiedliche Menschen gehen dabei möglicherweise unterschiedliche Wege, und wir sind wirklich interessiert zu sehen, wie die Community darauf reagiert", sagte Michael Sori, Associate Scientist im Lunar and Planetary Laboratory der University of Arizona und Co-Lead Autor des neuen Papiers.
Die Debatte um Wasser auf dem Mars dauert schon lange an. Wir haben das Vorhandensein von Wasser bestätigt, aber jetzt geht es darum, wie viel, wo und in welcher Form. Und es geht nicht nur darum, ob wir das Wasser irgendwie für Missionen zum Mars nutzen können oder nicht. Es geht mehr darum zu verstehen, wie sich Planeten bilden und entwickeln. Es geht auch darum, wie das Leben auf anderen Welten überleben könnte.
"Wir denken, wenn es Leben gibt, muss es wahrscheinlich im Untergrund vor Strahlung geschützt werden."
Ali Bramson, Lunar and Planetary Laboratory, Universität von Arizona, Co-Hauptautor.
"Wir denken, wenn es Leben gibt, muss es wahrscheinlich im Untergrund vor Strahlung geschützt werden", sagte Ali Bramson, Postdoktorand am Lunar and Planetary Laboratory der University of Arizona und Co-Hauptautor von das neue Papier. „Wenn heute noch magmatische Prozesse aktiv sind, waren sie in der jüngeren Vergangenheit möglicherweise häufiger und könnten zu einem weiter verbreiteten basalen Schmelzen führen. Dies könnte ein günstigeres Umfeld für flüssiges Wasser und damit möglicherweise für das Leben schaffen. “
Mars und Erde haben beide riesige polare Eisplatten. Auf der Erde ist es üblich, dass flüssiges Wasser unter Eisplatten verbleibt. Die Erde ist vulkanisch aktiv und diese Wärme verhindert, dass das unterirdische Wasser gefriert. Das Papier von 2018 zeichnete eine Parallele zwischen terrestrischen Eisplatten und Mars-Eisplatten und dem flüssigen Wasser darunter, beantwortete jedoch nicht die Frage, wie das Wasser dort ankam.
„Wir dachten, es gäbe viel Raum, um herauszufinden, ob [das flüssige Wasser] real ist, welche Umgebung Sie benötigen, um das Eis überhaupt zu schmelzen, welche Temperaturen Sie benötigen, welche Art von geologischem Prozess würdest du brauchen Denn unter normalen Bedingungen sollte es zu kalt sein “, sagte Sori.
Zunächst gingen Bramson, Sori und die anderen Autoren der neuen Studie davon aus, dass der Nachweis von flüssigem Wasser unter dem Südpol korrekt war. Dann fanden sie heraus, welche Parameter notwendig wären, um dieses Wasser zu erzeugen.
Sie modellierten den notwendigen Salzgehalt und den notwendigen Wärmefluss vom Planeten, um all dieses Wasser zu erzeugen. Sie fanden, dass Salz allein nicht ausreichen würde. Sie schlugen vor, dass zusätzliche Wärme aus dem Inneren des Planeten kommen müsste und die einzige offensichtliche Wärmequelle eine Magmakammer wäre. (Im Übrigen sollte die Sonde für den Wärmefluss und die physikalischen Eigenschaften des InSight-Landers helfen, diese Frage zu beantworten.)
"... es ist nicht nur eine Erkältung, eine Art toter Ort ..."
Ali Bramson, Lunar and Planetary Laboratory, Universität von Arizona, Co-Hauptautor.
Der Mars war in der Vergangenheit eindeutig vulkanisch. Olympus Mons, ein Schildvulkan auf dem Mars, ist der größte Vulkan im Sonnensystem und stellt alles auf der Erde in den Schatten. In der Tat ist der Mars die Heimat vieler Vulkane. Es gibt auch Tharsis Montes, eine Gruppe von drei anderen Schildvulkanen in der Nähe von Olympus Mons.
In der Arbeit argumentieren die Autoren, dass vor etwa 300.000 Jahren Magma aus dem Inneren des Mars an die Oberfläche stieg. Anstatt die Oberfläche zu durchbrechen und einen weiteren Vulkan zu bilden, wurde er in einer Magmakammer unter dem Südpol gefangen. Die Magmakammer hätte sich abgekühlt und genug Wärme freigesetzt, um die Unterseite der polaren Eisdecke zu schmelzen. Es würde heute noch da sein, langsam Wärme abgeben und verhindern, dass der unterirdische See gefriert.
Vor 300.000 Jahren ist es geologisch gesehen nicht so lange her. Die Autoren sagen, wenn es noch vor 300.000 Jahren vulkanische Aktivitäten gab, könnte dies noch heute geschehen.
"Dies würde bedeuten, dass im Inneren des Mars noch immer eine aktive Magmakammerbildung stattfindet und es sich intern nicht nur um einen kalten, toten Ort handelt", sagte Bramson.
Dieses neue Papier stellt definitiv einige Einschränkungen für die Ergebnisse des Papiers von 2018 dar. Die Autoren äußern sich nicht dazu, ob die Ergebnisse des Papiers von 2018 zutreffen oder nicht. Sie haben sich nur angesehen, welche physikalischen Parameter erforderlich sind, damit das Wasser unter der polaren Eisdecke vorhanden ist. Auf diese Weise trägt es zur Debatte bei und wird wahrscheinlich zu weiteren Studien führen. Hoffentlich hilft uns die Wärmesonde des InSight-Landers dabei, das gesamte Problem besser zu verstehen.
"Ich denke, es war eine großartige Idee, diese Art der Modellierung und Analyse durchzuführen, da man das Wasser erklären muss, wenn es vorhanden ist, und es daher wirklich ein kritischer Teil des Puzzles ist", sagte Jack Holt, Professor an der Universität Lunar and Planetary Laboratory an der Universität von Arizona, der nicht an der neuen Forschung beteiligt war. „Das Originalpapier hat es einfach hängen lassen. Es könnte dort Wasser geben, aber man muss es erklären, und diese Leute haben wirklich gute Arbeit geleistet, um zu sagen, was erforderlich ist und dass Salz nicht ausreicht. “
Quellen:
- Forschungsbericht: Wasser auf dem Mars mit einem Salzkorn: Lokale Wärmeanomalien sind heute für das basale Schmelzen von Eis am Südpol erforderlich
- Forschungsbericht: Radarbeweise für subglaziales flüssiges Wasser auf dem Mars
- Pressemitteilung: Studie schlägt Aussicht auf jüngsten unterirdischen Vulkanismus auf dem Mars vor
