ライス大学の研究者らが開発した気候モデルによると、初期火星の小さな湖は、凍結温度にもかかわらず、薄い季節的氷の下で数十年間液体状態を保てたという。この発見は、見た目が寒冷な赤い惑星での水の証拠に関する惑星科学の重要な謎を解明する。研究では、そのような湖が完全に固まらずに毎年溶融と再凍結を繰り返した可能性が示唆されている。
約36億年前の初期火星の小さな湖は、気温の平均値がはるかに凍結点以下に低下しても、数十年間存続した可能性がある、とライス大学の新しい研究が示している。AGU Advancesに掲載されたこの研究は、地球ベースの気候モデルフレームワークを火星の条件、特に惑星の赤道近くのゲイル・クレーターでシミュレートするために適応させた。大学院生エレノア・モーランド氏が率いるチームは、樹木の年輪や氷コアなどのプロキシを用いて地球の古代気候を再構築するために元々用いられたProxy System ModelingアプローチをLakeM2ARSというツールに修正した。このモデルは、減少した日射、CO2主体の大気、独特の季節変動などの火星特有の要因を取り入れている。NASAのキュリオシティ・ローバーのデータ（岩石形成や鉱物堆積物を含む）を基に、30火星年（約56地球年相当）の仮定湖をシミュレートした64のシナリオを実行した。結果、特定の条件下で湖は季節的に形成される薄い氷の下で液体状態を保った。この氷は断熱材として機能し、完全凍結を防ぎつつ穏やかな時期に日光が水を暖めるのを許し、蒸発や深さの変化を最小限に抑えた。「火星の古代湖盆地に厚く長期間続く氷の明確な証拠がないのを見て、寒冷気候で1シーズン以上水を保持できたのか疑問に思った」とモーランド氏は語る。「新しいモデルが、季節的に消える薄い氷層だけで数十年持続する湖を示し始めた時、今日の火星で観測されるものに合う物理的メカニズムがようやく見つかったかもしれないと興奮した。」共同著者のキルステン・サイズバッハ氏は、「この季節的氷蓋は湖の自然な毛布のように振る舞う。冬に水を保温し、夏に溶かす。氷が薄く一時的なため、痕跡が少なく、火星でローバーが永久氷や氷河の明確な兆候を見つけていないのを説明できる」と付け加えた。この発見は、火星で液体水に長期間の温暖期が必要という従来の見方を覆す。代わりに、季節的氷下の安定した湖が海岸線、層状堆積物、鉱物などの保存された地質特徴を説明できる可能性がある。将来的な研究では、他の火星盆地でモデルをテストし、過去の居住可能性への広範な示唆を評価する。水は潜在的な生命支持環境に不可欠だ。研究はRice Faculty Initiative Fundとカナダ宇宙庁の支援を受け、NASAジェット推進研究所やブラウン大学などの機関の共同著者による。