Mystisk landskab på Mars afslører masser af skjult is
En ny ph.d.-afhandling afslører en hidtil ukendt landskabsform på planeten, som kræver tilstedeværelsen af frossent vand for at kunne opstå. Studiet udpeger områder med hidtil ukendte forekomster af frossent vand.
Galaxias regionen som Gro B.M. Pedersen har kortlagt i sit ph.d.-projekt. (Foto: NASA)

Mars burde stadig, den dag i dag, bugne af frossent vand. Det påstår alle de gængse teorier om planetdannelse.

Rumsonder og rovere har da også fundet spor efter flydende og frossent vand, men sammenligner man de mængder, man mener at have fundet, med dem, der teoretisk burde være der, så mangler der en masse.

Uoverensstemmelsen afslører huller i forskernes viden:

Enten er deres forståelse af, hvor meget vand, der skulle være efter planetdannelsen og den efterfølgende afdampning forkert, eller også gemmer der sig vand ukendte steder.

Men nu er der tilsyneladende gennembrud ud i sagen, for meget tyder på, at den manglende is nu er blevet fundet – i hvert fald en betydelig del af det.

En dansk ph.d-studerende i geologi fra Institut for Geologi fra Aarhus Universitet har nemlig opdaget nogle særlige former for landskab på Mars.

Disse landskaber, som findes i et område på størrelse med Spanien, kan kun opstå ved tilstedeværelsen af frossent vand, altså vandis, og kan give et fingerpeg om, hvor man skal lede efter de manglende vandforekomster.

Fakta

I området har Gro B. M. Pedersen også fundet kratere efter meteornedslag, hvis form vidner om, at området havde en isrig fortid. Kommende studier vil undersøge, hvilken form, det støvdækkede is har. Er der tale om et sammenhængende isdække, som man kender det fra gletsjere, eller består isen af permafrost.

»Jeg har fundet rester efter vulkanudbrud, der er foregået under is. Dette specielle landskab afslører, at der har været is til stede i området, dengang vulkanerne var i udbrud,« siger Gro Birkefeldt Møller Pedersen, der for nylig har afleveret sin afhandling, og som nu er påbegyndt en forskerkarriere på universitetet i Island.

Mars og Island har meget til fælles

Gro B. M. Pedersen kom på sporet af den særlige landskabstype efter at have nærstuderet et væld af satellitbilleder og højdedata fra Mars på computer.

I sine landskabsanalyser granskede hun især 'Galaxias-regionen', der er karakteriseret ved 100 snorlige bjergrygge, som er skabt af vulkaner. Hele området kan betegnes som en slags vulkansk provins.

Bjergene har rejst sig i et gigantisk hav af frossent vand. Provinsen er nemlig præget af krakelerede lavastrømme, som kun kan være skabt i et mødet mellem lava og is  - en landskabsform, der kaldes KAOS.

Landskabet er skabt i takt med, at lavaen er kølet af og har afleveret varme til isen, som dermed er blevet ustabil.

»På Mars får varme ikke is til at smelte men til at fordampe, og i takt med at isen forsvandt, blev lavastrømmene undermineret, så de faldt sammen. Det fik dem til at krakelere og danne den kaotiske landskabsform,« fortæller Gro B. M. Pedersen.

Vulkanudbrud under isdække

Det kaotiske fletværk af udtørrede og sprukne lavastrømme er ikke det eneste spor efter is i området.

Disse billeder samstiller landskaber på Mars med landskaber på Island. Mars-udsnit til venstre: Udsnit viser det område fra Galaxias-provinsen, hvor linære rygge og ovale dale er blevet tolket til at være henholdsvis subglaciale vulkaner (altså vulkaner under is, red). og nedsynkninger, som er skabt af subglaciale udbrud. De to billeder til højre viser tilsvarende forhold fra Island. Det nederste billede viser iskappen Vatnajökull og de lineære vulkanrygge, som er blevet blotlagt efter at Vatnajökull har trukket sig tilbage. (FOTOs: Bjørnsson, 1988).

Vulkanerne har i sig selv en form, der vidner om et dramatisk møde mellem glohed magma fra en aktiv vulkan og det lag af is, der ligger ovenpå. 

»Vulkaner tager form efter det miljø, de udbryder i, og de får et særligt udseende, hvis vulkanudbruddet sker under is. Det ved man fra vulkanudbrud i Island. De vulkaner, jeg har fundet på Mars, har samme karakteristiske form, og det afslører, at isen har været meget udbredt i området. I dag er det, der er tilbage, såkaldte ’isrige aflejringer’ dækket af et tykt lag af støv,« siger Gro B. M. Pedersen. 

Grunden til, at G. M. Pedersen har brugt vulkanerne på Mars i jagten på frosne vandforekomster, er, at det er svært direkte at spore hvor isen har været, fordi isen ikke smelter på samme måde, som på Jorden.

På Jorden kan man se, hvordan gletcher-smeltevand har banet sig vej gennem landskaberne – men den slags efterladenskaber findes ikke på Mars, da planetens is direkte fordamper.

»Derfor er det svært at se, hvor vandet har været på Mars. Men heldigvis kan du bruge vulkanerne til at sige noget om, hvor isen har været,« siger Gro B.M. Pedersen.

Støv stabiliserer isen

De islag, der ikke blev støvet til i tidernes morgen, er med tiden fordampet og er derfor ikke længere at finde på planeten, bortset fra på den røde planets nord og sydpol.

Fakta

Idag findes H2O på Mars kun som is eller vanddamp - der er f.eks.nogle tynde skyer. Gro B. M. Pedersen har med sine undersøgelser kun kigget på is. Kort efter planetens dannelse har planeten formentlig også huset flydende vand, da man har fundet noget, man mener er udtørrede flodlejer.

Men situationen er anderledes i de områder, der hurtigt er blevet dækket til med støv, da det stabiliserer isen og forhindrer den i at fordampe.

»Når isen bliver dækket med et tykt lag  støv, så gemmer isen sig stadigvæk nedenunder, og så vil man stadig kunne finde is i den røde planets undergrund. Selv om overfladen er støvet til, vil man altså kunne finde frem de isrige områder den dag i dag, da overfladen her vil se anderledes ud,« siger Gro B. M. Pedersen.

At der skulle være is på planeten er ikke noget nyt. På det punkt bekræfter ph.d.-projektet blot tidligere kortlægninger af planetens overflade med satellitter. Blandt andet har roveren Phønix gransket den røde planets polare egne og har gravet ned til frosne vandforekomster i undergrunden.

Desuden har satellitter ved at undersøge gammastråling fra planeten sandsynliggjort, at der er is helt ned til 60 grader nord og 60 grader syd. 

Styrken ved det nye studie ligger i, at det kan pege på nogle af de andre områder på planeten, hvor der må findes is, og som bidrager til planetens samlede vandbudget. De isrige aflejringer er fundet helt ned til 30 grader nordlig bredde.

»I mit projekt har jeg dokumenteret, at der er mere is på planeten, end vi regnede med. Det er klart indikation af, at der er meget mere udbredte isrige aflejringer, end hvad vi hidtil har troet. Når vi ikke har set denne type aflejringer i det område, jeg har studeret, er det sandsynligt, at man også har overset dem andre steder på planeten,« siger hun.

Hendes studie er altså mundet ud i nogle retningslinjer for, hvordan man kan finde frem til de isrige aflejringer ud fra en række karakteristika.

Isen kan være tilflugtssted for liv

Lykkes det at opspore den slags områder, har forskerne gode muligheder for at vurdere den totale mængde vandis på Mars og dermed komme et skridt nærmere på at løse et andet mysterium, nemlig, om planeten har været eller er hjemsted for liv.

»Liv, som vi kender det, har brug for vand, så hvis der er liv på planeten, er det et godt sted at lede. I dag er temperaturen ned til minus 140 grader Celcius på Mars overflade og det er for koldt til at livet kan opstå her – men hvis der engang har været liv på planeten, er det muligt, at det har fulgt vandet for at overleve og dermed har koncentreret sig, hvor vandet frøs til is,« slutter hun.

Den største vulkan på Mars er 25 km høj

De geologiske processer, der sker på Jorden, er styret af planetens tryk- og temperaturforhold.  På Mars hersker der andre parametre, hvilket munder ud i en anden og på mange måder mere ekstrem geologi.

Mars har f.eks. overvældende højdeforskelle i forhold til de andre planeter, da tyngdekraften er 40 procent af Jordens og samtidig er der ikke er vejr og vind til at file bjergene ned. Resultatet er, at op mod 70 procent af planetens overflade stadig ser ud som den gjorde i planetens barndom.

På Jorden er der derimod meget lidt, der er bevaret fra tidernes morgen, da landskaberne, på grund af jordens pladetektonik og vejrforhold bliver omformet hele tiden.

På Mars er vulkanen Olympus Mons fire milliarder gammel og er altså vokset gennem hele planetens levetid. På Jorden er de ældste aktive vulkaner 10 millioner år gamle.

»Konsekvensen er, at du på Mars får meget større vulkanrygge end på Jorden. Olympus Mons er således 25 kilometer høj,« fortæller ph.d. Gro B. M. Pedersen.

Vulkaner på Island og Mars har meget til fælles

Mars er en klode, der befinder sig flere hundrede millioner km herfra, så det virker måske lidt mærkeligt at forklare tussegamle landskaber på Mars med geologiske processer, som for øjeblikket finder sted på Island.

I princippet kunne det jo bare være et tilfælde, at vulkanerne på Mars ligner dem på Island. Men ifølge Gro B. M. Pedersen  giver det god mening at skele til Island i forsøget på at få indsigt i den røde planet .

»Faktisk er nutidens Island på mange måder analogt til det, der tidligere er foregået på Mars, og hvert år valfarter geologer til Island for at blive klogere på den røde planets geologiske udvikling,« fortæller hun.