Hur vattnet flöt på en isig marsyta i det förflutna

 

Bild https://www.psi.edu  En konstnärs tolkning av en istäckt flod som kommer från smältvatten under Mars södra polartäcke. Foto: Peter Buhler/PSI.

Mars hade en gång floder och en sjö lika stor som Medelhavet vilken fanns under kraftiga ishöljen enligt ny forskning publicerad i Journal of Geophysical Research: Planets.

Artikeln som skrivits under ledning av Peter Bühler, forskare vid Planetary Science Institute, beskriver hur koldioxid för 3,6 miljarder år sedan frös ut ur Mars atmosfär och avsattes ovanpå ett istäcke vid polerna, vilket isolerade värme som kom från Mars inre och ökade trycket på isen. Detta ledde till att ungefär hälften av Mars totala vattenlager smälte och flödade under isytan utan behov av klimatuppvärmning av planeten.

Bühlers tidigare arbete har fokuserat på att modellera den  koldioxidcykeln i dag på Mars. Nyligen utvidgade han sin modell till att undersöka utbytet av koldioxid med den marsianska regoliten (marsjorden bestående av sand och sten). Genom att göra det kapslar hans modell in hela koldioxidcykeln från regoliten, till atmosfären, till frusna polarisar.

Den största sjön, de största dalarna och det största åssystemet (dalar som är spår av floder som en gång flöt under ett istäcke) – på ett självkonsistent sätt", beskriver Bühler. Spår från tiden  då koldioxid kollapsade ur atmosfären.

Forskare har sedan 1970-talet vetat att en stor del av Mars koldioxid för närvarande är bunden i regoliten i enstaka molekyltjocka lager runt varje korn av jorden.

När Mars snurrar får polerna inte mycket av direkt solljus, medan solen steker ekvatorn. Under dessa förhållanden försvinner koldioxidgasen ut ur regoliten upp i atmosfären. När den når de iskalla polerna avsätts den ovanpå vattenistäcket.

Omvänt, när Mars lutar dramatiskt, värmer solen upp polerna. Som ett resultat sublimerar koldioxidisen – eller omvandlas den direkt från fast is till gas som stiger upp till atmosfären där den svalare regoliten (marsjorden) sedan kan dra  den till sig igen som en svamp, beskriver Bühler.

Denna modell fungerar bra på dagens Mars, så Bühler ville testa hur den skulle fungerat under den tid då planeten hade en mycket tjockare koldioxidatmosfär – för cirka 3,6 miljarder år sedan. Tid då forskare tror att Mars atmosfär först började kollapsa och att den nuvarande koldioxidcykeln som Bühler beskriver började fungera. Det finns bevis för att denna era också sammanfaller med ursprunget till många floddalsnätverk, men forskarna är fortfarande inte överens om de klimatförhållanden som skulle förklara deras bildande.

Studien stöddes av utmärkelser till PSI från NASA Solar System Workings Program (80NSSC21K0212) och NASA Mars Data Analysis Program (80NSSC21K1088) och (80NSSC23K1160).

Forskningen och teoretiserandet fortsätter och fortsättning följer i forskningsvärlden.