Niemal cała północna półkula Marsa to ogromna nizina, położona ponad sześć kilometrów poniżej średniej wysokości terenu dla południowej półkuli tej planety. Ponad 3,8 miliarda lat temu najprawdopodobniej znajdował się tam ocean, ale od tego czasu większość wody i atmosfery uciekła w przestrzeń kosmiczną.

Niedawne badania pokazały, że w niektórych miejscach tego regionu pod powierzchnią można nadal znaleźć lód. Nie jest jednak pewne, skąd on się tam wziął. Najbardziej prawdopodobne wydają się dwie hipotezy: może to być ślad po oceanie, lub resztki po niedawnym, rozległym zlodowaceniu Czerwonej Planety. Aby rozwikłać tę zagadkę, międzynarodowy zespół geologów planetarnych przeprowadził kilkuletnie badania trzech regionów Północnych Równin Marsa: Utopia, Acidalia, Arcadia Planitiae.

Naukowcy wykorzystali dane z amerykańskiego urządzenia CTX na pokładzie Mars Reconnaissance Orbiter, które przez kilkanaście lat robiło zdjęcia powierzchni Marsa. Udostępniane są one bezpłatnie przez repozytoria danych planetarnych np. International Space Science Institute (ISSI). W wyniku analizy danych i metodzie tzw. mapowania w siatce powstała pierwsza tak rozległa i szczegółowa mapa rozmieszczenia form ukształtowania terenu Marsa - wyjaśnia dr Anna Łosiak z Instytutu Nauk Geologicznych PAN oraz University of Exeter, która brała udział w pracach międzynarodowego zespołu.

Co z tych prac wynika? Naukowcom udało się zidentyfikować wiele miejsc, w których lód znajduje się płytko pod powierzchnią Marsa, ale też te, w których ukryty jest głęboko pod nią i pozostaje niewidoczny. "Zlokalizowaliśmy formy terenu, które świadczą o tym, że na ogromnych powierzchniach, na głębokości do kilkudziesięciu metrów pod powierzchnią na północnych równinach planety jest dużo lodu" - opisuje w rozmowie z PAP dr Łosiak.

Analizy wskazują, że obie hipotezy o genezie lodu w tym rejonie są prawdziwe. Najprawdopodobniej na Północnych Równinach Czerwonej Planety można znaleźć dwa różne rodzaje lodu: bardzo stary, mający ponad 3,8 miliarda lat lód powstały w wyniku zamarznięcia marsjańskiego oceanu, a także stosunkowo młody, mający do kilkuset milionów lat lód osadzony tu, jako wynik rozległego zlodowacenia.

To, że lód w niektórych miejscach Marsa znajduje się tuż pod powierzchnią pokazało nie tylko omawiane mapowanie powierzchni planety, ale też misja lądownika Phoenix, który wylądował w pobliżu północnego bieguna Marsa. "Lądownik miał 'łapkę', którą grzebał, aby pobrać trochę skał do zbadania. Okazało się wtedy, że w tej części, na zaledwie kilku centymetrach głębokości, jest lód" - przypomniała badaczka. Na to, że nieco głębiej pod powierzchnią Marsa jest lód wskazywały też wcześniejsze misje radarowe, jednak one z kolei wskazywały tylko miejsca, w których lodu było bardzo dużo.

Naukowcy w ramach opisywanego projektu wykorzystali formy terenu wskazujące na to, że w danym miejscu jest lód. Przykładem może być pingo, czyli pagórek o kilkudziesięciu metrach wysokości i kilkuset metrach średnicy, który występuje wyłącznie w miejscach, w których pod powierzchnią jest lód. "Procesy geologiczne zachodzące na Ziemi i Marsie są bardzo podobne. Jeśli więc pingo zaobserwujemy na Czerwonej Planecie, to niemal możemy mieć pewność, że pod spodem też jest lód" - powiedziała dr Łosiak.

Obecność tak dużej ilości lodu, w dodatku umiejscowionego nie tylko na biegunach Marsa - to dla naukowców świetne wieści. Może on ułatwić potencjalną kolonizację Marsa, zapewniając wodę potrzebną do utrzymania przy życiu astronautów. "Gdy powstawała książka 'Marsjanin', nie było jeszcze wiadomo, że lodu na Marsie jest tak dużo i jest tak dostępny. Teraz wiadomo, że nie trzeba mieć niebezpiecznych i skomplikowanych sposobów uzyskiwania wody, tylko wystarczy pójść za bazę i sobie tego lodu ukopać" - przewiduje rozmówczyni PAP.

Poza tym wcześniej uważano, że baza marsjańska powinna być założona gdzieś w pobliżu dużego źródła wody. Z tego względu najbardziej oczywistym miejscem wydawały się bieguny, na których znajdują się czapy lodowe.

Jak zauważa dr Łosiak, to nie byłaby najlepsza lokalizacja m.in. dlatego, że wiele ciekawych do zbadania miejsc na Marsie znajduje się w innych lokalizacjach.

Jeśli jesteśmy przywiązani do jednej lokalizacji i jednego źródła wody, to utrudnia nam to zadanie. Gdy wiemy, że woda znajduje się w różnych miejscach niemal na połowie planety, to ułatwi nam planowanie i rozszerzy możliwości zakładania baz w miejscach, które są interesujące z naukowego punktu widzenia.

Jak tłumaczy, Północne Równiny Marsa wydają się dla naukowców szczególnie interesujące, bo młody lód może powiedzieć bardzo wiele o niedawnych zmianach klimatycznych na Marsie, a bardzo stary lód jest jednym z najlepszych miejsc, w których mogły schronić się potencjalne marsjańskie organizmy.

Badania trzech regionów Północnych Równin Marsa prowadzili naukowcy z Francji, Wielkiej Brytanii, Polski, Niemiec, Kanady, i Stanów Zjednoczonych.