Na zboczach marsjańskich gór i kraterów występują struktury przypominające strumienie gęstego, zastygłego miodu, pokrytego pyłem – jakby czas zatrzymał je w ruchu. To jednak nie zjawisko optyczne ani ślad po płynącej cieczy, lecz prawdziwe lodowce. Ich ruch jest niezwykle powolny, a przez lata uważano, że są to głównie zwały skalne, na których osiadł cienki lodowy osad.
Tymczasem badania prowadzone przez ostatnie dwie dekady ujawniają coś zupełnie innego. Przynajmniej niektóre z tych lodowców zbudowane są głównie z czystego lodu wodnego, który jedynie przykryty jest cienką warstwą pyłu i odłamków skalnych. Nowe ustalenia, opublikowane na łamach czasopisma naukowego Icarus, idą o krok dalej. Zgodnie z nimi, marsjańskie lodowce niemal na całej planecie zawierają ponad 80% lodu wodnego – co czyni to odkrycie niezwykle istotnym. Wskazuje to, że na Marsie występują ogromne złoża niemal czystego lodu, rozsiane globalnie. Pozwala to nie tylko lepiej zrozumieć historię klimatyczną planety, lecz również stanowi potencjalne źródło wody dla przyszłych misji załogowych.
Zaglądając pod zasłonę pyłu
Analiza pokrytych pyłem i gruzem marsjańskich lodowców okazała się zadaniem trudnym – niemal jak eksploracja Dzikiego Zachodu. Każdy zespół badawczy wykorzystywał inne metody pomiarowe, w innych lokalizacjach i przy zastosowaniu różnych instrumentów. W rezultacie trudno było porównać wyniki i wyciągnąć jednoznaczne wnioski. Niektóre regiony Marsa nigdy wcześniej nie zostały zbadane, inne – analizowano tylko częściowo.
W odpowiedzi na te trudności, zespół naukowców postanowił zjednolicić metodologię badania. W pięciu wybranych lokalizacjach na Marsie przeprowadzono pomiary właściwości dielektrycznych i stratności radarowej materiału lodowcowego.
Właściwość dielektryczna (inaczej przenikalność elektryczna) to cecha materiału opisująca, jak dobrze przewodzi on pole elektryczne – w tym przypadku określa, jak szybko fale radarowe przemieszczają się przez lód i skały. Stratność styczna (ang. loss tangent) to z kolei miara tego, jak duża część energii fali elektromagnetycznej rozprasza się wewnątrz materiału – im więcej strat, tym więcej w materiale pyłu i skał.
Te parametry pozwalają naukowcom oszacować proporcje lodu i zanieczyszczeń skalnych, co jest niemożliwe na podstawie samego obrazu – ponieważ z wierzchu lodowce wyglądają jak pokryte grubą warstwą pyłu i gruzu.
Pięć miejsc, które zespół badał pod kątem czystości lodowców. Fakt, że te zróżnicowane miejsca charakteryzowały się podobnie wysokim stosunkiem lodu do skał, sugeruje, że Mars doświadczył albo jednego rozległego zlodowacenia, albo wielu zlodowaceń o podobnych właściwościach. Źródło: Steinberg i in.
Radar zagląda pod powierzchnię Marsa
W ramach badań wykorzystano dane z instrumentu SHARAD (SHAllow RADar – radar penetrujący grunt do głębokości kilkuset metrów), znajdującego się na pokładzie sondy Mars Reconnaissance Orbiter. Urządzenie to umożliwiło przeanalizowanie nie tylko wcześniej zbadanych miejsc, ale również nowej lokalizacji, dotąd pomijanej.
Dzięki temu naukowcy mieli do dyspozycji dane z pięciu różnych punktów na Marsie, położonych w różnych częściach planety. To pozwoliło na pierwsze w historii porównanie właściwości lodowców w skali globalnej.
I właśnie to porównanie przyniosło największe zaskoczenie – wszystkie lodowce, niezależnie od tego, czy znajdują się na półkuli północnej czy południowej, wykazują niemal identyczne właściwości fizyczne. To mocna przesłanka, że procesy ich powstawania i zachowania przebiegają według tych samych mechanizmów – niezależnie od lokalizacji.
Zlodowacenia marsjańskie – jedno czy wiele?
Zespół badaczy sugeruje, że tak duża jednorodność składu lodowców może oznaczać, iż Mars przeszedł przez jedno, rozległe zlodowacenie obejmujące całą planetę – lub też przez kilka zlodowaceń, które miały bardzo podobny przebieg i charakter.
Ujednolicenie technik badawczych oraz połączenie wyników z różnych lokalizacji pozwoliło na stworzenie nowego, spójnego obrazu marsjańskich lodowców. Dzięki temu naukowcy mogą lepiej zrozumieć procesy geologiczne i klimatyczne, które doprowadziły do ich powstania oraz zachowania przez miliony lat.
Wizja artystyczna działania instrumentu SHARAD (SHAllow RADar – radar penetrujący grunt do głębokości kilkuset metrów), znajdującego się na pokładzie sondy Mars Reconnaissance Orbiter. Źródło: Wikipedia
Znaczenie dla przyszłości Marsa
Zrozumienie minimalnej czystości marsjańskich lodowców nie tylko wzbogaca wiedzę naukową o przeszłości planety, ale ma również praktyczne znaczenie. Czysty lód wodny to kluczowy zasób dla przyszłych misji załogowych – może być źródłem wody pitnej, tlenu, a nawet paliwa rakietowego (poprzez elektrolizę wody na wodór i tlen).
W kolejnych etapach badań zespół planuje rozszerzyć analizę o kolejne lodowce, aby jeszcze lepiej poznać ich rozmieszczenie, skład i historię. Lodowce pokryte pyłem wciąż skrywają wiele tajemnic, ale z każdym krokiem ludzkość jest bliżej ich rozwikłania.
Więcej informacji: publikacja Yuval Steinberg et al, Physical properties of subsurface water ice deposits in Mars's Mid-Latitudes from the shallow radar, Icarus (2025). DOI: 10.1016/j.icarus.2025.116716
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
Na ilustracji: Przykład pokrytego gruzem lodowca na Marsie. Nowe badania nad tymi formacjami sugerują, że są one czystsze niż wcześniej sądzono, co ma implikacje dla zrozumienia ogólnego bilansu wodnego Marsa i wykorzystania zasobów podczas przyszłych misji załogowych. Źródło: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
