Ein Wissenschaftler vom Southwest Research Institute hat die Eigenschaften von bis zu -98 Grad Celsius kalten Eissalzsolengemischen gemessen. Damit half er bei der Bestätigung, dass zwischen Eisteilchen oder Sedimentkörnchen unter der Eiskappe am Südpol des Mars wahrscheinlich salziges Wasser existiert. Die vom Geophysiker Dr. David Stillman durchgeführten Labormessungen untermauern seltsame, helle Reflexionen, die vom MARSIS- Untergrundradar an Bord des Mars Express Orbiter der ESA registriert wurden.
MARSIS nutzt beim Überflug des Planeten eine 40 Meter lange Antenne und sendet Radiowellen auf eine ausgewählte Region, deren Echos oder Reflexionen dann empfangen und analysiert werden. Jedes flüssige Wasser knapp unter der Oberfläche sollte ein starkes, helles Signal reflektieren, wohingegen das Radarsignal von Eis und Gestein viel schwächer wäre.
Weil konventionelle Modelle voraussetzen, dass die Südpolareiskappe des Mars Temperaturen weit unterhalb des Schmelzpunktes von Wasser aufweist, haben viele Wissenschaftler die Präsenz von flüssigem Wasser angezweifelt. Ton, hydratisierte Salze und salzhaltiges Eis wurden als mögliche Erklärungen für die Quelle der hellen Reflexionen vorgeschlagen. Das Team, das die vorgeschlagenen Phänomene untersuchte, verwendete bereits zuvor veröffentlichte Daten, Simulationen und neue Labormessungen.
“Unter der Arktis und Antarktis existieren wirklich Seen aus flüssigem Wasser, also haben wir auf der Erde Beispiele für flüssiges Wasser unter dem Eis”, sagte Stillman, ein Experte für den Nachweis von Wasser in jeglichen Aggregatzuständen auf planetaren Himmelskörpern. Er ist ein Co-Autor einer Studie, die diese Ergebnisse beschreibt. “Die exotischen Salze, von denen wir wissen, dass sie auf dem Mars vorkommen, haben erstaunliche ‘Frostschutz’-Eigenschaften. Das erlaubt Salzsolen, in bis zu -75 Grad Celsius kalten Umgebungen flüssig zu bleiben. Wir untersuchten diese Salze in unserem Labor, um zu verstehen, wie sie auf Radarwellen reagieren.”
Stillman hat mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung mit der Messung der Eigenschaften von Materialien bei kalten Temperaturen, um Eis unter der Oberfläche, nicht gefrorenes Wasser und das Potenzial für Leben im Sonnensystem nachzuweisen und zu charakterisieren. Für dieses Projekt maß Stillman die Eigenschaften von Perchlorat-Solen in der Umweltkammer am Southwest Research Institute. Mit der Kammer ist die Erzeugung von Temperaturen im Bereich von flüssigem Stickstoff bei marsähnlichen Druckbedingungen möglich.
“Meine italienischen Kollegen wollten sehen, ob die Daten meines Laborexperiments die Präsenz von flüssigem Wasser unter der Eiskappe auf dem Mars untermauern würden”, sagte Stillman. “Die Studie zeigte, dass wir keine Seen aus Perchlorat- und Chlorid-Solen brauchen, sondern dass diese Solen zwischen den Eis- oder Sedimentteilchen existieren könnten und dass dies für eine starke dielektrische Reaktion ausreichen würde. Es ist vergleichbar mit der Art und Weise, wie Meerwasser Sandkörnchen an der Küstenlinie sättigt oder wie das Aroma einen Slushie durchdringt – aber bei -75 Grad Celsius unter 1,6 Kilometern Eis nahe des Südpols auf dem Mars.”
Die Suche nach Wasser im Universum ist in der Suche nach potenzieller Bewohnbarkeit verwurzelt, weil alles bekannte Leben Wasser braucht. “In diesem Fall hat ‘Folge dem Wasser’ uns zu einem so kalten Ort geführt, an dem Leben, wie wir es kennen, nicht gedeihen könnte”, sagte Stillman. “Aber es ist trotzdem interessant und wer weiß schon, welche Wege die Evolution von außerirdischem Leben gegangen ist?”
Abhandlung: “Assessing the role of clay and salts on the origin of MARSIS basal bright reflections” von Mattei et al.
(THK)
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