Tema

Mysteriet på Mars – vart försvann allt vatten?

Jakten på Mars försvunna vatten pågår för fullt. Mycket tyder på att vattnet finns kvar på planeten. Och om liv uppstod någon gång under de årmiljoner vatten spolade in mot den röda planetens stränder, kan det finnas kvar under ytan, menar forskarna.

Mars ser ut som en torr och kall ökenplanet, men i landskapet kan man urskilja strandkanter, raviner och bäckfåror som har formats av flytande vatten. Men var är vattnet nu? Svenska forskare är med och söker svaret, och det spelar stor roll för frågan om liv på Mars och om människor ska kunna resa dit.

På nittiotalet utvecklade forskare på Institutet på rymdfysik, IRF ett instrument som kunde mäta hur mycket av en planets atmosfär som läcker ut i rymden. 2003 fick de chansen att skicka instrumentet till Mars ombord på den europeiska sonden Mars Express.

På den tiden misstänkte forskarna att vattnet på Mars hade blåsts bort av solvinden – den strida ström av laddade partiklar som solen sprider omkring sig. Jorden var skyddad av sitt starka magnetfält, men Mars hade inget sådant. Under årmiljarderna kan därför både planetens atmosfär och vatten ha försvunnit ut i rymden,  resonerade man.

Ett av många tecken på att vatten har flutit på Mars. Det här är troligen spåren efter en gigantisk störtflod som har uppstått långt efter att de stora oceanerna på Mars försvann. Det tyder på att stora mängder vatten finns under ytan och kan bryta fram under tryck.
Bild: ESA/Mars Express

– Vi hade med vårt instrument både på den ryska missionen Mars 96 och den japanska sonden Nozomi, men ingen av dem lyckades ta sig till Mars på grund av tekniska haverier på vägen dit. Sedan fick vi en chans till med Mars Express, säger Stas Barabash, som idag leder IRF.

Om det med Mars Express skulle bli tredje gången gillt hoppades forskarna bidra med ledtrådar för att lösa mysteriet med det försvunna vattnet på Mars.

Isformationer strax under ytan på Mars. I stup skapade av erosion har forskarna kunnat identifiera tjocka lager av is som börjar en meter under marken och sträcker sig upp till 100 meter ner. Bild: Nasa/Mars Reconnaissance Orbiter

Mars Express tog sig in i omloppsbana runt Mars och instrumentet ASPERA-3 började skicka signaler till jorden 2005. Det fungerade. Två år senare kunde det svenska forskarteamet publicera en artikel i tidskriften Science som visade att vattnet som har format marslandskapet i vart fall inte lämnat planeten med solvinden.

– Vi kunde visa att det inte har försvunnit ut i rymden genom växelverkan med solvinden. Det var ett oerhört viktigt resultat för den fortsatta utforskningen av Mars, säger Stas Barabash.

Men var är vattnet då?

Det kan ha försvunnit ut i rymden på andra sätt än med solvinden, något som IRF vill fortsätta undersöka. Det andra alternativet är att vattnet försvunnit åt andra hållet. Ner i planetens innandöme.

Vatten som gör Mars beboeligt

Om människor ska kunna vara på Mars, krävs vattenresurser. Behovet handlar inte bara om att kunna dricka och vattna odlingar. Genom att spjälka upp vattenmolekyler med hjälp av elektricitet kan människan få syre att andas och väte att driva raketer med, att kunna utvinna bränsle på plats är nödvändigt för att kunna resa tillbaka till jorden.

Men hur ska vi få tag i marsvattnet? Att rikta in sig på den marknära isen och smälta känns som det mest naturliga. Men det kan finnas flera sätt, visar svensk forskning. Planeten Mars är inte så torr som den ser ut att vara. Det pågår ett utbyte av vatten mellan marken och atmosfären och i dessa processer omvandlas avdunstat vatten till i en flytande saltlösning i sanden, visar en studie från 2015 av Javier Martín-Torres, professor i atmosfärskunskap vid Luleå Tekniska Universitet. Han arbetar idag med att utveckla instrumentet HABIT, som kommer att resa till marsytan ombord på det europeisk-ryska  projektet ExoMars, vars huvudmål är att leta efter tecken på liv. Uppskjutning är planerad till mars 2020. I förlängningen handlar HABIT om att visa hur beboeligt Mars är, bland annat genom att svara på frågan om man skulle kunna fånga in vattnet i atmosfären.

– Vi hoppas att HABIT kan presentera obestridliga bevis för att det bildas flytande vatten på Mars. Och dessutom visa att vi kan producera flytande vatten på Mars inför kommande marsresor, säger han.

Studien: Transient liquid water and water activity at Gale crater on Mars

De senaste åren har det också kommit allt fler tecken på att vatten finns kvar på Mars. Mycket vatten. En hel del kan finnas oåtkomligt på enorma djup, men stora mängder är bundet som is på och strax under ytan.

– Vi kan idag se att det vatten som ligger bundet i polarkalotterna, i glaciärer och i ytnära markbunden is skulle motsvara en global ocean över 30 meter djup om man smälte det, säger Andreas Johnsson på Göteborgs universitet, som kartlägger spåren efter vatten på Mars.

Marsforskaren befinner sig i en guldålder för sin vetenskap. Nya sonder har gett forskarna högupplösta bilder av hela planeten, som gör det möjligt att se strukturer på en detaljnivå ner till 30 centimeter och sedan till exempel jämföra med flygbilder på jorden. På så sätt har man kunnat upptäcka att det på många platser ligger stora mängder is – som glaciärer och infrusna sjöar under ett lager av sediment.

Mars Express. Bild: NASA/JPL/Corby Waste [Public domain], via Wikimedia Commons

Under sommaren 2018 kunde forskare med hjälp av radarmätningar från Mars Express, som fortfarande snurrar runt planeten, visa att det finns en stor sjö med flytande vatten djupt under isen på Mars sydpol.

I en annan aktuell studie menar forskarna på att berggrunden på Mars suger åt sig betydligt mer vatten än jordens och att vattnet som inte är fryst vid ytan kan ligga bundet flera mil ner i planetens mantel.

Andreas Johnsson vid Göteborgs universitet under en forskningsexpedition till Svalbard. Där undersöker man landformationer som liknar de man ser på Mars, för att förstå mer av vattnets roll på planeten. Bild: Privat

– Mars är en spännande planet som överraskar hela tiden. Nu tittar jag till exempel på en bergskedja med väldigt speciella moränlika strukturer som man inte har förstått någonting av.

– Men det finns ett område i norra Sverige med liknande strukturer och jag jobbar med att översätta det vi vet om det här området i Norrland och se hur det passar in på Mars. Mycket tyder på att smältvatten har varit inblandat i processen.

Och det finns mycket kvar att upptäcka.

– Det hade varit helt fantastiskt att få åka till Mars och jobba på plats, om det hade inkluderat en returbiljett så att man kan berätta historien sen, säger Andreas Johnsson.

Vatten på mars – genom tiderna

Vatten är förutsättningen för liv på jorden och därför är det kanske inte så konstigt att vattenfrågan har har varit en central del i utforskningen av Mars. När forskarna i slutet av 1800-talet hade utvecklat teleskop som var så kraftfulla att delar av ytan på Mars kunde urskiljas tyckte sig många se hav och floder.
Under 1900-talet blev allt fler skeptiska till stora mängder vatten på Mars, men det var först när den amerikanska sonden Mariner 4 skickades ut och swischade förbi Mars 1965 som det blev helt uppenbart. Kameran skickade tillbaka bilder på en kraterfylld, ärrad, torr och till synes död planet.
Om de tidigare studierna av Mars hade påverkats av förhoppningarna att planeten var lik jorden, slog nu pendeln åt andra hållet. Mars, menade många i slutet av 1900-talet, var en torr och död planet. De vita områdena på planetens poler var inte vattenis utan frusen koldioxid och om vatten hade funnits tidigare hade solvinden blåst ut det i rymden för länge sedan. Vatten tycks vara en röd tråd i den röda planetens hela utveckling och det är en historia som nu snabbt får allt fler ingredienser.

Text: Dag Kättström på uppdrag av forskning.se

Studierna i artikeln:

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Mysteriet på Mars – vart försvann allt vatten?

 lästid ~ 6 min