Ein Schnappschuss der Polkappe auf dem Mars
Wissenschaftler sind zu dem Schluss gekommen, dass der kürzlich entdeckte subglaziale See auf dem Mars nur existieren kann, wenn es eine zusätzliche Wärmequelle auf dem Planeten gibt, die vulkanische Aktivität sein könnte. Wie in der Zeitschrift Geophysical Reseach Letters berichtet, könnte sich vor etwa 300.000 Jahren unter dem Südpol des Mars eine Magmakammer gebildet haben, die beim Abkühlen das darüber liegende Eis schmolz.
Einige Landschaftsformen auf dem Mars (z. B. trockene Flussdeltas) deuten darauf hin, dass in der Vergangenheit flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche vorhanden sein konnte, und zwar in großen Mengen. Lange Zeit gingen Wissenschaftler davon aus, dass es auch jetzt noch flüssiges Wasser auf dem Planeten geben könnte, konnten aber keine überzeugenden Beweise finden – so entdeckte die Physikerin Lujendra Oja 2015 am Südpol dunkle Streifen, die wie Salzwasserbäche aussahen, aber später wurde diese Hypothese in Frage gestellt, was darauf hindeutet, dass es sich nur um Sandbäche handelt. Doch im Sommer 2018 zeigten Beobachtungen des MARSIS-Radars an Bord der europäischen Orbitalsonde Mars Express, dass unter dem Südplateau in 1,5 Kilometer Tiefe ein großes Gewässer mit einem Durchmesser von 20 Kilometern verborgen war. Trotz der Tatsache, dass Wissenschaftler Annahmen über seine Eigenschaften gemacht haben - höchstwahrscheinlich handelt es sich um Salzwasser, das mit Erde vermischt ist -, lieferten sie keine Erklärung für die Entstehung des Sees.
In einer neuen Arbeit versuchten Michael Sori und Ali Bramson von der University of Arizona, die Bedingungen für die Bildung eines Reservoirs am Südpol des Mars zu bestimmen. Wissenschaftler bauten ein Modell, in dem sie überlegten, wie viel von der inneren Wärme des Planeten benötigt wird, um Wasser zu schmelzen, und ob Salz allein ausreichen könnte, um diesen Prozess auszulösen. Tatsache ist, dass Salz den Schmelzpunkt von Eis erheblich senkt, so dass man glaubte, dass die Perchlorate von Magnesium, Calcium und Natrium, die in der Vergangenheit am Nordpol gefunden wurden, zum Schmelzen von gefrorenem Wasser am Fuße von die Eiskappe am Südpol.
Die Forscher legten dem Modell die theoretischen Vorhersagen einer anderen Gruppe von Wissenschaftlern zugrunde, wonach die Mindesttemperatur zum Schmelzen einer Mischung aus Wasser und Natriumperchlorat bei −37 Grad Celsius liegt, bei einer Mischung aus Wasser und Magnesiumperchlorat bei −68 Grad Celsius und für eine Mischung aus Wasser und Calciumperchlorat -74 Grad Celsius … Sori und Bremson berechneten den durchschnittlichen Wärmefluss zur Oberfläche des Südplateaus, um zu sehen, ob das Eis in der Tiefe von selbst zu schmelzen beginnen könnte.
Es stellte sich heraus, dass die durchschnittliche Temperatur der Marsoberfläche in den Breitengraden, in denen sich der subglaziale See befindet, nur 162 Kelvin beträgt und ihre Schwankungen im Laufe des Jahres 0,2 Grad nicht überschreiten. Ob der See vollständig aus Salzwasser oder Salzwasser und Erde besteht, der Wärmefluss zum Südplateau wird auch unter günstigsten Bedingungen nicht ausreichen, um das Eis zu schmelzen.
Das Schema zeigt eine Magmakammer des Durchmessers D in der Tiefe H, die beim Abkühlen einen Wärmestrom Q abgibt
Sori und Bremson kommen zu dem Schluss, dass der Planet für die Bildung eines flüssigen subglazialen Sees eine zusätzliche Wärmequelle benötigt, die beispielsweise interne vulkanische Aktivität sein kann. In ihrer Arbeit betrachteten sie die Theorie, nach der vor etwa 300.000 Jahren Magma aus den Tiefen des Mars aufstieg und eine Vulkankammer bildete. Anstatt die Oberfläche zu durchbrechen, blieb es im Inneren und bildete eine Magmakammer. Beim Abkühlen gab das geschmolzene Gestein Wärme ab, wodurch das Eis unter dem Südpol schmolz. Darüber hinaus schlagen Wissenschaftler vor, dass die Lava-„Blase“heute die inneren Schichten erwärmen muss, um den See flüssig zu halten.
Trotz der Tatsache, dass auf dem Mars in der Vergangenheit Spuren von Vulkanausbrüchen gefunden wurden, wird angenommen, dass die geologische Aktivität des Planeten vor Millionen von Jahren ausgestorben ist. Neue Arbeiten legen jedoch nahe, dass heute wahrscheinlich einige Prozesse auf dem Mars ablaufen. Die Schlussfolgerungen der Wissenschaftler können nicht als schlüssig bezeichnet werden, aber Sori und Bremson hoffen, dass ihre Arbeit Interesse an der Problematik weckt. „Ich denke, diese Art der Modellierung und Analyse ist eine großartige Idee, weil das Vorhandensein von [flüssigem] Wasser, falls vorhanden, erklärt werden muss, und dies ist in der Tat ein kritischer Teil des Puzzles. Der letzte Artikel ließ diese [Frage] in der Luft. [Mars] mag Wasser haben, aber es muss erklärt werden, und die Autoren haben wirklich wichtige Arbeit geleistet, um zu erklären, welche Bedingungen erforderlich sind “, sagte Jack Holt, ein Professor an der University of Arizona, der nicht an der Studie beteiligt war.
Auf der Marsoberfläche existiert Wasser in gefrorener Form. So hat beispielsweise die Europäische Weltraumorganisation ESA kürzlich ein Bild der Raumsonde Mars-Express veröffentlicht, das einen Gletscher zeigt, der fast den gesamten Boden des 80 Kilometer langen Koroljow-Kraters auf der Nordhalbkugel des Planeten einnimmt.
