Eine neue Studie zeigt, dass der Mars sehr wohl vulkanisch aktiv sein könnte. Niemand hat direkte Beweise für Vulkanismus gesehen; keine Eruptionen oder Magma oder ähnliches. Der Beweis liegt vielmehr im Wasser.
In der Vergangenheit war der Mars ein viel wärmerer und feuchterer Ort. Heute beherbergt der Mars immer noch viel Wasser, hauptsächlich in Form von Dampf und Eis. Aber im August 2018, a lernen in Science veröffentlicht, zeigte einen 20 km breiten See aus flüssigem Wasser unter festem Eis am Südpol des Mars. 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.
Aber das ist neu Forschung zeigt, dass Druck und Salz das Gefrieren des Wassers nicht hätten verhindern können. Nur vulkanische Aktivität hätte es warm genug halten können. Insbesondere eine Magmakammer, die sich in den letzten hundert Jahren gebildet hat, ist die einzige Möglichkeit, das Einfrieren von Wasser zu verhindern.
„…wir sind wirklich gespannt, wie die Community darauf reagiert.“
Michael Sori, Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, Co-Leitautor.
Die Studie von 2018 konzentrierte sich auf ein Gebiet am Südpol des Mars, das Planum Australe oder Southern Polar Plain genannt wird. Radardaten der ESA Mars-Express orbiter. Es zeigte einen 20 km breiten See aus flüssigem Wasser an den sogenannten South Pole Layered Deposits (SPLDs). Aber diese Studie präsentierte nur die unterirdischen Radardaten, die das flüssige Wasser zeigten, und deutete an, dass Druck und Salz den See vor dem Einfrieren bewahrten. Die Autoren haben die Bedingungen, die erforderlich sind, um dieses flüssige Wasser aufrechtzuerhalten, nicht quantifiziert.
Die neue Studie, erschienen im AGU-Journal Geophysikalische Forschungsbriefe, gießt Wasser auf die Salz- und Druckidee. Die Autoren gehen noch weiter und stellen fest, dass es dort ohne eine Magmakammer unter dem Südpol wahrscheinlich überhaupt kein Wasser gibt.
Jack Holt, Professor, Lunar and Planetary Laboratory an der University of Arizona.
'Da könnte Wasser sein, aber das muss man erklären, und die Jungs haben wirklich gut gesagt, was erforderlich ist und dass Salz nicht ausreicht.'
„Verschiedene Menschen können dabei unterschiedliche Wege gehen, und wir sind wirklich daran interessiert zu sehen, wie die Community darauf reagiert“, sagte Michael Sori, Associate Staff Scientist am Lunar and Planetary Laboratory der University of Arizona und Co-Leiter Autor des neuen Papiers.
Ein Schema aus der Studie, das das Vorhandensein einer Magmakammer unter der SPLD (South Pole Layered Deposit) zeigt. Bild:
AGU / GRL / Sori und Bramson
Die Debatte um Wasser auf dem Mars dauert schon lange an. Wir haben das Vorhandensein von Wasser bestätigt, aber jetzt dreht sich die Debatte darum, wie viel, wo und in welcher Form. Und es geht nicht nur darum, ob wir das Wasser irgendwie für Missionen zum Mars nutzen könnten oder nicht. Es geht mehr darum zu verstehen, wie Planeten entstehen und sich entwickeln. Es geht auch darum, wie das Leben auf anderen Welten überleben könnte.
Ali Bramson, Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, Co-Leitautor.
„Wir denken, dass, wenn es Leben gibt, es wahrscheinlich im Untergrund vor der Strahlung geschützt werden muss.“
„Wir denken, dass, wenn es Leben gibt, es wahrscheinlich im Untergrund vor der Strahlung geschützt werden muss“, sagte Ali Bramson, Postdoktorand am Lunar and Planetary Laboratory der University of Arizona und Co-Leitautor von das neue Papier. „Wenn heute noch magmatische Prozesse aktiv sind, waren sie vielleicht in der jüngeren Vergangenheit häufiger und könnten zu einem breiteren basalen Schmelzen führen. Dies könnte ein günstigeres Umfeld für flüssiges Wasser und damit vielleicht Leben schaffen.“
Mars und Erde haben beide riesige polare Eisschilde. Auf der Erde ist es üblich, dass flüssiges Wasser unter Eisschilden verbleibt. Die Erde ist vulkanisch aktiv, und diese Hitze verhindert, dass das unterirdische Wasser gefriert. Die 2018 Papier zog eine Parallele zwischen terrestrischen Eisschilden und Mars-Eisschilden und dem darunter liegenden flüssigen Wasser, beantwortete jedoch nicht die Frage, wie das Wasser dorthin gelangte.
„Wir dachten, es gäbe viel Raum, um herauszufinden, ob [das flüssige Wasser] real ist, welche Umgebung man zum Schmelzen des Eises braucht, welche Temperaturen man braucht, welche Art von geologischem Prozess? würdest du brauchen? Denn unter normalen Bedingungen sollte es zu kalt sein“, sagte Sori.
Bramson, Sori und die anderen Autoren der neuen Studie gingen zunächst davon aus, dass die Detektion von flüssigem Wasser unter dem Südpol richtig war. Dann fanden sie heraus, welche Parameter notwendig wären, um dieses Wasser zu erzeugen.
Sie haben den notwendigen Salzgehalt und den notwendigen Wärmefluss vom Planeten modelliert, um all das Wasser zu erzeugen. Sie fanden heraus, 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. (Übrigens, die Sonde für Wärmefluss und physikalische Eigenschaften auf der Einblick Lander sollte helfen, diese Frage zu beantworten.)
„… es ist nicht nur ein kalter, toter Ort…“
Ali Bramson, Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, Co-Leitautor.
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. Tatsächlich beherbergt der Mars viele Vulkane. Es gibt auch Tharsis Montes , eine Gruppe von drei anderen Schildvulkanen in der Nähe von Olympus Mons.
Farbmosaik des größten Berges des Mars, Olympus Mons, aus der Umlaufbahn betrachtet. Kredit NASA/JPL
In dem Papier 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 Magma-Kammer abgekühlt wäre und genug Wärme freigesetzt hätte, um die Unterseite des polaren Eisschildes zu schmelzen. Es wäre heute noch da, gibt langsam Wärme ab und verhindert das Zufrieren des unterirdischen Sees.
Vor 300.000 Jahren ist geologisch gesehen gar nicht so lange her. Die Autoren sagen, dass, wenn es vor 300.000 Jahren vulkanische Aktivität gegeben hätte, dies auch heute noch passieren könnte.
„Dies würde bedeuten, dass im Inneren des Mars noch heute eine aktive Magmakammerbildung stattfindet und es nicht nur ein kalter, toter Ort im Inneren ist“, sagte Bramson.
Ein koloriertes Bild der Marsoberfläche, aufgenommen vom Mars Reconnaissance Orbiter. Die Linie von drei Vulkanen ist die Tharsis Montes, mit Olympus Mons im Nordwesten. Valles Marineris liegt im Osten. Bild: NASA/JPL-Caltech/Arizona State University
Dieses neue Papier schränkt die Ergebnisse des Papiers von 2018 definitiv ein. Die Autoren nehmen keine Stellung dazu, ob die Ergebnisse des Papiers von 2018 wahr sind oder nicht. Sie haben sich nur angesehen, welche physikalischen Parameter erforderlich sind, damit das Wasser unter dem polaren Eisschild 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, das ganze Problem klarer zu verstehen.
„Ich denke, es war eine großartige Idee, diese Art der Modellierung und Analyse durchzuführen, weil man das Wasser erklären muss, wenn es da ist, und es ist also wirklich ein kritischer Teil des Puzzles“, sagte Jack Holt, Professor an der Lunar and Planetary Laboratory an der University of Arizona, das an der neuen Forschung nicht beteiligt war. „Das Originalpapier ließ es einfach hängen. Da könnte Wasser sein, aber das muss man erklären, und die Jungs haben wirklich gut gesagt, was erforderlich ist und dass Salz nicht ausreicht.“
Quellen:
- Forschungsbericht: Wasser auf dem Mars mit Salzkorn: Lokale Wärmeanomalien sind heute für das basale Schmelzen von Eis am Südpol erforderlich
- Forschungsbericht: Radarbeweis von subglazialem flüssigem Wasser auf dem Mars
- Pressemitteilung: Studie legt Aussicht auf jüngsten unterirdischen Vulkanismus auf dem Mars nahe
