Al jaren overstroomt de rode planeet de aarde met berichten van watervondsten. Het is inmiddels duidelijk dat er oceanen op Mars waren, dat de ijskappen op de polen voor een groot deel uit bevroren water bestaan, dat er onder het oppervlak water zit opslagen (waarschijnlijk ijs) en dat er zelf héél af en toe een straaltje ultrazout water langs Marshellingen naar beneden sijpelt.

De Mars Express-ruimtesonde van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. De satelliet draait sinds 2003 om de rode planeet. Opvallend zijn drie lange antenne’s (twee van twintig meter en een van zeven meter) die samen het radarinstrument MARSIS vormen.

NASA/JPL/Corby Waste via publiek domein

Metingen van de Europese Mars Express-satelliet voegen nu een bijzondere ontdekking aan dit lijstje toe: onder een anderhalve kilometer dikke ijslaag op de zuidpool heeft een radar vanuit de ruimte een vloeibare waterlaag gedetecteerd van zeker enkele tientallen centimeters dik. De resultaten zijn deze week in het wetenschappelijk tijdschrift Science gepubliceerd.

Heldere plek onder het ijs

Het gaat om een regio van ongeveer twintig kilometer in diameter. Tussen 2012 en 2015 is het gebied meerdere malen door het MARSIS-instrument (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) van Mars Express gescand. Deze radar gebruikt een aantal lange antennes en zendt radiosignalen naar het oppervlak van de planeet. Op basis van het teruggekaatste signaal vormt het een beeld van structuren op en ónder het oppervlak. De radarsignalen leggen vooral materiaalovergangen zoals die tussen ijs en gesteente, of water en gesteente bloot.

De zuidpool van Mars gefotografeerd door Mars Express. Het oppervlak van Mars is hier bedekt met een kilometers dikke ijslaag (tot bijna vijf kilometer soms). Pas de afgelopen jaren is de ruimtesonde in staat geweest om dit gebied met radar in een hoge resolutie te onderzoeken.

ESA/DLR/FU Berlin via CC BY-SA 3.0 IGO

Italiaanse wetenschappers die de informatie van de Mars Express analyseerden, ontdekten een plek onder het ijs die de radarsignalen veel beter reflecteert dan andere plekken. Ze concluderen dat hier een vloeibare waterlaag van zeker tientallen centimeters dik tussen het zuidpoolijs en de Marsbodem zit. Computermodellen laten zien dat de enorme druk van het ijs, in combinatie met een hoge concentratie zout ervoor zorgt dat water bij een temperatuur van vermoedelijk zo’n zeventig graden onder nul toch vloeibaar is. Het kan overigens ook een zeer modderige laag zijn waarin vloeibaar water is vermengd met bijvoorbeeld zand.

Koud en zout

De radarbeelden van Mars Express (links). Ze zijn hier een kwartslag gedraaid en laten een doorsnede van het zuidpoolijs zien. Het heeft op deze plek een dikte van anderhalve kilometer. In het ijs zijn verschillende lagen zichtbaar (waarschijnlijk verandert het ijs daar van samenstelling), daaronder zit de waterlaag (blauw gemarkeerd) en daaronder zit het gesteente van de Marsbodem.

ESA/INAF/Davide Borga

ESA/INAF/Davide Borga

Daphne Stam is universitair hoofddocent planeetwetenschappen van de Technische Universiteit Delft en vindt het een mooie ontdekking. “Er waren al langer theorieën die dit voorspelde. Ook op aarde bevinden zich onder het Zuidpoolijs ingesloten meren”, zegt ze. “Toch is het een kunst om het daadwerkelijk vanuit de ruimte te detecteren. Overigens is in het kader van het vinden van mogelijk leven, niet de plek waar je vloeibaar water hoopt te vinden. Het is een extreem koude en zoute plek.”

Dmitri Titov is als wetenschapper van ESA bij de Mars Express-missie betrokken en zegt dat de satelliet de komende jaren meer metingen doet aan het zuidpoolijs. “We willen weten of vloeibaar water op meerdere plekken onder het ijs zit”, aldus Titov. “Helaas kan Mars Express in deze hoge resolutie per keer alleen dunne stroken van zo’n honderd tot tweehonderd kilometer in lengte scannen. Het is een behoorlijk klus om de hele zuidpool op deze manier te verkennen.”

De Martiaanse zuidpool zou volgens Titov een mooie plek zijn voor boringen. “Het liefst zou je ter plekke echte monsters nemen, maar gezien de kou op de zuidpool en de diepte waarop dit water zit verwacht ik dat niet in de nabije toekomst”, zegt hij. “Er zijn wel Marsmissies gepland die gaan boren en monsters terugsturen naar de aarde, maar die richten hun pijlen meer op de evenaar van de planeet.”