Forskare föreslår att explosiva vulkanutbrott för miljarder år sedan transporterade vatten från Mars inre till dess ekvatoriala regioner och bildade tjocka isskikt under ytan. Denna mekanism förklarar radarupptäckt is i planetens hetaste område utan att förlita sig på förändringar i Mars axiella lutning. Upptäckten kan underlätta framtida mänskliga missioner genom att tillhandahålla tillgängliga vattenresurser.
Mars ekvatoriala regioner, som upplever middagstemperaturer upp till 20°C (68°F), hyser oväntade tjocka lager av underskogsis, som avslöjats av orbital radardata de senaste åren. De flesta marsiska isar ansågs tidigare koncentreras vid polarkaparna, vilket gör de ekvatoriala avlagringarna förbryllande. "Det finns detta frusna lager vid ekvatorn – det är konstigt eftersom det är den hetaste delen av planeten", säger Saira Hamid vid Arizona State University.
Hamid och hennes team simulerade antik vulkanisk aktivitet på Mars, när planeten hade en tätare atmosfär för miljarder år sedan. Deras modeller visar att explosiva utbrott kunde skjuta ut vatten, tillsammans med vulkaniskt damm och svavel, från inre till atmosfären. På grund av Mars lägre gravitation kunde dessa plumar nå 65 kilometer högt, möjligen sträcka sig till rymden. Vattnet skulle då frysa i den övre atmosfären och precipitera som snö, ackumuleras till islager. "Det är verkligen en historia om eld och is", förklarar Hamid.
Vid nedfall bildade vattnet kompakt, smutsig is isolerad av ett lager vulkanisk aska, som förhindrade sublimation till rymden och bevarade avlagringarna till nutid. En nyckelsajt är Medusa Fossae Formation, en massiv ekvatorial vulkanstruktur. "Om du smälte allt vatten som vi tror vi ser i Medusa Fossae formationen skulle du fylla Stora sjöarna. Det är mycket vatten", noterar Tom Watters vid Smithsonian Institution i Washington DC. "Hela möjligheten med denna typ av isrik avlagring har varit lite av ett huvudbrytare för många människor."
Denna vulkaniska ursprungsteori förenklar förklaringar och undviker behovet av istransport från polerna eller stora förändringar i Mars obliquitet—dess lutning relativt solen. Ekvatorns tjockare atmosfär gör den också idealisk för rymdfarkostlandningar, och tillgänglig is kunde förse vatten för bemannade missioner. Watters varnar dock för försiktighet: "De initiala resorna vill du ta med tillräckligt med vatten ifall vi har helt fel... Ta med en spade, men ta med tillräckligt med vatten också."
Resultaten publiceras i Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-025-63518-8).