Wasser könnte auf dem Mars flüssig bleiben

Von der Küstenlinie eines alten salzigen Meeres bis zu den Böden tiefer, von Fluten durchzogener Kanäle ist der Mars von geologischen Zeichen gezeichnet, die darauf hindeuten, dass einmal flüssiges Wasser auf seine Oberfläche floss.

Diese Erkenntnisse, kombiniert mit der Entdeckung winziger, sphärischer "Blaubeeren" und der Entdeckung von Wassereis in den polaren Eiskappen des Planeten, haben Wissenschaftler dazu geführt, den Planeten in den letzten Jahren nach flüssigem Wasser zu durchsuchen.

Der schwer fassbare Steinbruch ist verborgen geblieben, möglicherweise weil er nicht länger als eine flüchtige Sekunde existiert. Aufgrund der niedrigen Temperaturen des Mars und des extrem niedrigen atmosphärischen Drucks - weniger als ein Hundertstel der Erdatmosphäre - verdunstet reines Wasser so schnell von Eis zu Gas, dass es die flüssige Phase überspringt.

Aber jetzt, neue Forschung von einem Team von Wissenschaftlern an der Universität von Arkansas schlägt vor, dass flüssiges Wasser für einige Zeit auf Mars bestehen könnte, solange es salzig ist.

Im Labor

Unter Verwendung einer planetarischen Klimakammer - einem Tank, der Atmosphäre, Temperatur und Druck anderer Planeten nachahmt - setzte das Team verschiedene Konzentrationen von salzhaltigem Wasser unter Bedingungen frei, die der kälteren, weniger unter Druck stehenden Umgebung des Mars entsprechen. Basierend auf diesen Experimenten kann Salzwasser, wie es scheint, als Flüssigkeit auf dem Mars existieren.

"Es wurde angenommen, dass jegliche Flüssigkeit auf der Oberfläche fast sofort verdampfen würde", sagte Julie Chittenden, Doktorandin am Arkansas Center for Space and Planetary Sciences. "Diese Sole-Lösungen ermöglichen, dass Wasser bei kälteren Temperaturen flüssig bleibt. Wenn Sie diese Sole-Lösungen kalten Temperaturen aussetzen, können sie für einen sehr langen Zeitraum existieren."

Während reines Wasser bei null Grad Celsius gefriert, bleibt Wasser, das mit Natriumchlorid und Calciumchloridsalzen gemischt ist - die beiden Salze, die in diesen Experimenten verwendet wurden - bis -21 bzw. -50 Grad Celsius flüssig.

Da salziges Wasser bei kälteren Temperaturen flüssig sein kann als reines Wasser, wird es nicht so schnell von Eis zu Dampf springen, wodurch es eine bessere Chance hat, als Flüssigkeit auf der Oberfläche oder direkt darunter zu existieren. Die durchschnittlichen Mars-Temperaturen liegen zwischen -125 Grad und 28 Grad Celsius in verschiedenen Breiten zu verschiedenen Zeiten während des Tages, und die salzigen Testproben blieben flüssig innerhalb des Bereichs.

Der Schlüssel

Der Schlüssel zum Bleiben von Flüssigkeit besteht darin, die Verdampfung zu verhindern, die auftritt, wenn die Moleküle in einer Flüssigkeit zu einem Zustand angeregt werden, in dem sie aufeinander stoßen, bis sie die Oberfläche der Flüssigkeit aufbrechen und sich in Gas verwandeln. Der beste Weg, Verdunstung zu verhindern, besteht darin, die Moleküle davon abzuhalten, angeregt zu werden, und der beste Weg, dies zu tun, ist, die Flüssigkeit zu kühlen.

Zum Beispiel verdunstet eine Tasse Wasser, die draußen mitten im Sommer steht, viel schneller als das gleiche Wasser an einem Wintertag.

"Kältere Temperaturen unterdrücken die Verdunstung", sagte Chittenden. "Die Verdunstungsrate sinkt enorm, je kälter sie wird."

Wenn flüssiges Wasser entdeckt wird, besteht eine gute Chance, dass es nicht direkt an der Oberfläche sitzt. Der NASA-Mars-Rover Opportunity entdeckte Anzeichen dafür, dass salzhaltige Flüssigkeit erst nach dem Graben eines kleinen Grabens im Marsboden existierte.

Nachdem Chattenden und seine Kollegen diese Reihe von direkten Atmosphären-Kontakt-Experimenten abgeschlossen haben, haben sie damit begonnen zu untersuchen, ob Eis zu Flüssigkeit schmilzt oder direkt zu Gas springt, wenn es unter einer Schicht simulierten Marsbodens in der planetarischen Klimakammer platziert wird.

Diese Forschung wird in einer kommenden Ausgabe des Journals ausführlich beschrieben Geophysikalische Forschungsbriefe.