Posted on August 2, 2020
Άρης (Νερό)
km3. Ήταν μεγαλύτερη από την μεγαλύτερη περίκλειστη θάλασσα στη Γη, την Κασπία Θάλασσα, και περιείχε περισσότερο νερό από όλες τις άλλες Αρειανές λίμνες μαζί. Η Εριδάνια θάλασσα κρατούσε 9 φορές περισσότερο νερό απ ' όσο όλες οι Βορειοαμερικάνικες Μεγάλες Λίμνες.[138][139][140] [141][142][143]
-
Χάρτης που δείχνει το εκτιμώμενο βάθος του νερού σε διάφορα τμήματα της Εριδάνιας Θάλασσας. Απεικονίζονται περίπου 530 μίλια.
-
Εναποθέσεις στον πυθμένα της Εριδάνιας Θάλασσας.
-
Διάγραμμα που δείχνει πώς η ηφαιστειακή δραστηριότητα μπορεί να προκάλεσε απόθεση των ορυκτών στον πυθμένα της Εριδάνιας Θάλασσας. Τα χλωριούχα αποτέθηκαν κατά μήκος της ακτογραμμής με εξάτμιση.
Λιμναία δέλτα
Οι ερευνητές έχουν βρει αντιπροσωπευτικά δείγματα από δέλτα που σχηματίστηκαν στις Αρειανές λίμνες.[27] Αυτό σημαίνει ότι ο Άρης κάποτε είχε πολύ νερό εφόσον απαιτούνται βαθιά νερά και μεγάλα χρονικά διαστήματα για να σχηματιστούν τα δέλτα. Επίσης, η στάθμη του νερού πρέπει να είναι σταθερή για να μην εκπλυθεί το ίζημα. Έχουν βρεθεί δέλτα σε ένα ευρύ γεωγραφικό φάσμα,[45] αν και πιστεύεται ότι τα δέλτα ήταν συγκεντρωμένα γύρω από τις όχθες του υποτιθέμενου παλαιού βόρειου ωκεανού του Άρη.[144]
Εδαφικό νερό
Από το 1979 θεωρείτο ότι τα κανάλια εκροής σχηματίστηκαν από μεμονωμένες, καταστροφικές ρήξεις των υπογείων δεξαμενών νερού, που ενδεχομένως ήταν σφραγισμένες από πάγους, απελευθερώνοντας κολοσσιαίες ποσότητες νερού στην άγονη επιφάνεια του Άρη.[145][146] Επιπλέον, υπάρχουν ενδείξεις για βαρεές έως και καταστροφικές πλημμύρες στα γιγάντια κύματα της Κοιλάδας Αθαμπάσκα.[147][148] Πολλά κανάλια εκροής αρχίζουν από Χαώδη εδάφη ή Χάσματα, και παρέχουν στοιχεία για τη ρήξη της παγωμένης σφραγίδας υπόγειων υδάτων.[126]
Τα διακλαδούμενα δίκτυα των κοιλάδων του Άρη δεν συνάδουν με σχηματισμό από ξαφνική καταστροφική απελευθέρωση των υπόγειων υδάτων, εξίσου από την άποψη των δενδριτικών σχημάτων που δεν προέρχονται από ένα μοναδικό σημείο εκροής, και από τις εκλύσεις που προφανώς έρεαν κατά μήκος τους.[149] Αντ ' αυτού, μερικοί συγγραφείς έχουν υποστηρίξει ότι σχηματίστηκαν από αργή διαρροή του εδαφικού νερού σε πηγές.[150] Βάσει αυτής της ερμηνείας, το ανάντη άκρα πολλών κοιλάδων σε τέτοια δίκτυα αρχίζουν με φαράγγια ή "αμφιθεατρικά" κεφάλια, που στη Γη συνήθως συσχετίζονται με διαρροές εδαφικού νερού.[126] [151] [126]
Το εδαφικό νερό επηρέασε σημαντικά την ελεγχόμενη ευρείας κλίμακας ιζηματογένεση και διεργασίες του Άρη.[153] Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, το εδαφικό νερό με διαλυμένα μεταλλεύματα ανερχόταν στην επιφάνεια, μέσα και γύρω από τους κρατήρες, και εμπλεκόταν στη διαμόρφωση των στρωμάτων με την προσθήκη μετάλλων —κυρίως θειικών- και με τσιμέντωση των ιζημάτων.[152][154][155][156][157][158] Δηλαδή, ορισμένα στρώματα ίσως έχουν σχηματιστεί από άνοδο του εδαφικού νερού με εναπόθεση μετάλλων και τσιμέντωση των προϋπάρχοντων, αραιών, αιολικών ιζημάτων. Τα στρώματα που σκληρύνθηκαν ήταν πιο ανθεκτικά στη διάβρωση. Το 2011 με δεδομένα από το Αρειανό Αναγνωριστικό Όρμπιτερ δείχνουν ότι παρόμοια είδη ιζημάτων υπάρχουν σε μια μεγάλη περιοχή που περιλαμβάνει την Γαία Αραβία.[159] [160]
Η υπόθεση του Αρειανού ωκεανού
Η υπόθεση του Αρειανού ωκεανού προτείνει ότι η λεκάνη Βαστίτας Μπορεάλις κάποτε φιλοξενούσε έναν ωκεανό από νερό σε υγρή μορφή,[20] και υποστηρίζεται από στοιχεία που δείχνουν ότι το ένα τρίτο της επιφάνειας του Άρη ήταν καλυμμένο από ωκεανούς στην πρώιμη γεωλογική ιστορία του πλανήτη.[124][162] Αυτός ο ωκεανός, που ονομάστηκε "Ωκεανός" Μπορεάλις,[20] θα είχε γεμίσει τη λεκάνη Βαστίτας Μπορεάλις στο βόρειο ημισφαίριο, μια περιοχή που βρίσκεται 4-5 χλμ. υπό του μέσου πλανητικού υψομετρικού επίπεδου.[126]
Μια μελέτη τον Ιούνιο του 2010 κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο αρχαιότερος ωκεανός θα κάλυπτε το 36% του Άρη.[27][28] Tο 1999 προσδιορίστηκε ότι ο υδροκρίτης για τον εν λόγω ωκεανό θα κάλυπτε το 75% του πλανήτη.[163] Για τον πρώιμο Άρη θα χρειαζόταν ένα θερμότερο κλίμα και πυκνότερη ατμόσφαιρα για να επιτραπεί η ύπαρξη υγρού νερού στην επιφάνεια.[164][165] Επιπλέον, ο μεγάλος αριθμός από δίκτυα κοιλάδων υποστηρίζει σθεναρά την πιθανότητα ενός υδρολογικού κύκλου στο παρελθόν του πλανήτη.[154][166]
Η υπόθεση του αρχέγονου Αρειανού ωκεανού παραμένει αμφιλεγόμενη στον επιστημονικό χώρο.[167][168] Κάποια χαρακτηριστικά της επιφάνειας που θεωρήθηκαν από ορισμένους επιστήμονες ως ακτογραμμές 2 δισεκατομμυρίων ετών (2 Ga) αμφισβητήθηκαν. [169] [154]
Τον Μάρτιο 2015 οι επιστήμονες δήλωσαν ότι υπάρχουν στοιχεία για έναν αρχαίο Αρειανό ωκεανό, πιθανότατα στο βόρειο ημισφαίριο του πλανήτη και στο μέγεθος του Γήινου Αρκτικού Ωκεανού, ή το 19% της Αρειανής επιφάνειας. Η διαπίστωση αυτή προέκυψε από την αναλογία νερού / δευτερίου στη σύγχρονη ατμόσφαιρα του Άρη συγκριτικά με την αναλογία της Γης. Στον Άρη βρέθηκε 8 φορές περισσότερο δευτέριο από όσο υπάρχει στη Γη, γεγονός που υποδηλώνει ότι στον αρχαίο Άρη υπήρχε πολύ νερό. Άλλοι επιστήμονες απέρριψαν την άποψη επισημαίνοντας ότι ο Άρης δεν ήταν αρκετά ζεστός στο παρελθόν για να υποστηρίξει τα υδατικά σώματα.[170]
Τον Μάιο 2016 προστέθηκαν στοιχεία που υποστηρίζουν την υπόθεση του Αρειανού ωκεανού και περιγράφουν το πώς η επιφάνεια της Ισμήνειας Λίμνης ίσως έχει αλλοιωθεί από δύο τσουνάμι. Τα τσουνάμι προκλήθηκαν από αστεροειδείς που πρόσκρουσαν στον ωκεανό. Και τα δύο ήταν αρκετά ισχυρά ώστε να δημιουργηθούν κρατήρες διαμέτρου 30 χλμ. Το πρώτο τσουνάμι μάζεψε και μετακίνησε ογκόλιθους στο μέγεθος αυτοκινήτων ή μικρών σπιτιών. Τα απόνερα από τα κύματα σχημάτισαν κανάλια, αναδιατάσσοντας τις πέτρες. Το δεύτερο συνέβη όταν ο ωκεανός ήταν χαμηλότερος κατά 300 μέτρα και μετακίνησε πολλούς πάγους που έπεσαν σε κοιλάδες. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι το μέσο ύψος των κυμάτων θα ήταν 50 μ, κυμαινόμενα σε 10 - 120 μ. Οι αριθμητικές προσομοιώσεις δείχνουν ότι σε αυτό το συγκεκριμένο μέρος του ωκεανού δύο κρατήρες διαμέτρου 30 χλμ θα σχηματίζονταν κάθε 30 εκατομμύρια χρόνια. Το συμπέρασμα εδώ είναι ότι ένας μεγάλος βόρειος ωκεανός ίσως υπήρξε πριν από εκατομμύρια χρόνια. Η επιχειρηματολογία αντικρούεται από την έλλειψη ακτογραμμών, αλλά ίσως υπήρχαν και εκπλύθηκαν από τα τσουνάμι. Οι περιοχές που μελετήθηκαν ήταν η Χρυσή Πεδιάδα και η βορειοδυτική Γαία Αραβία. Τα τσουνάμι επηρέασαν ορισμένες περιοχές στις περιφέρεις Ισμήνεια Λίμνη και Ακιδαλία Θάλασσα.[171][172][173][174]
Νερό στο παρόν
Σημαντικές ποσότητες από επιφανειακό υδρογόνο έχουν παρατηρηθεί σφαιρικά από το φασματόμετρο νετρονίων και το φασματόμετρο ακτίνων γάμμα του Αρειανή Οδύσσεια.[176] Πιστεύεται ότι το υδρογόνο είναι ενσωματωμένο στη μοριακή δομή του πάγου, και μέσω στοιχειομετρικών υπολογισμών τα δεδομένα μεταφράζονται σε συγκεντρώσεις υδατικού πάγου στην Αρειανή επιφάνεια. Έτσι αποκαλύφθηκε ότι υπάρχει άφθονος πάγος και ευρέως κατανεμημένος στις εκτάσεις. Σε γεωγραφικά πλάτη μικρότερα από 60° οι πάγοι είναι συγκεντρωμένοι σε ορισμένες περιοχές, ιδιαίτερα γύρω από το Ηλύσια ηφαίστεια, τη Γαία Σάμπα, και βορειοδυτικά της Γαίας των Σειρήνων, σε συγκεντρώσεις έως και 18% πάγου στο υπέδαφος. Στα πλάτη πάνω από 60° οι πάγοι είναι άφθονοι. Προς τους πόλους σε πλάτη 70° οι συγκεντρώσεις πάγου υπερβαίνουν το 25% σχεδόν παντού, και προσεγγίζουν το 100% στους πόλους.[177] Τα ραντάρ SHARAD και MARSIS επιβεβαίωσαν ότι ορισμένα χαρακτηριστικά της επιφάνειας του πλανήτη περιέχουν πάγους. Εφόσον ο πάγος είναι ασταθής στις αντίξοες συνθήκες της επιφάνειας, πιστεύεται ότι όλοι αυτοί οι πάγοι βρίσκονται καλυμμένοι από ένα λεπτό στρώμα πετρωμάτων ή σκόνης.
Το φασματόμετρο νετρονίων του Αρειανή Οδύσσεια έδειξε ότι αν όλοι οι πάγοι απλώνονταν ομοιόμορφα, θα προέκυπτε ένα Υδατικό Ισοδύναμο Παγκόσμιο στρώμα (WEG) τουλάχιστον ≈ 14 cm—δηλαδή η επιφάνεια του Άρη περιέχει 14% νερό.[178] Για τώρα ο υδατικός πάγος βρίσκεται σταθερά στους δύο πόλους του Άρη με WEG ≈ 30 μέτρα, και από τα γεωμορφικά στοιχεία φαίνεται ότι στο παρελθόν το WEG έχει φτάσει έως και 500 μέτρα.[178][10] Πιστεύεται ότι πολύ από το νερό του παρελθόντος έχει χαθεί στο βαθύ υπέδαφος και εν μέρει στο διάστημα, αλλά τα λεπτομερή ισοζύγια μάζας αυτών των διεργασιών δεν είναι γνωστά.[126] Η τρέχουσα ατμοσφαιρική δεξαμενή του νερού είναι σημαντική ως αγωγός που επιτρέπει την περιοδική μετανάστευση των πάγων από ένα μέρος της επιφάνειας σε άλλο, αλλά από άποψη όγκου το WEG δεν υπερβαίνει τα 10 μικρόμετρα.[178]
Πολικά παγοκαλύμματα
Εξίσου τα βορειοπολικά (Βόρεια Πολική Λεκάνη) και τα νοτιοπολικά (Νότια Πολική Πεδιάδα) παγοκαλύμματα έχει παρατηρηθεί ότι αυξάνονται σε πάχος κατά τη διάρκεια του χειμώνα και εξαχνώνονται μερικά κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Το 2004, το ηχητικό ραντάρ MARSIS του Άρης Εξπρές εστίασε στο νοτιοπολικό κάλυμμα και επιβεβαίωσε ότι ο πάγος εκεί εκτείνεται σε βάθος 3,7 χλμ. υπεδάφια.[179] Το ίδιο έτος, το όργανο ΩΜΕΓΑ του ίδιου διαστημικού οχήματος αποκάλυψε ότι το κάλυμμα διακρίνεται σε τρία μέρη, με διαφορετικές περιεκτικότητες σε παγωμένο νερό, ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος. Το πρώτο μέρος είναι η φωτεινή περιοχή του πόλου που φαίνεται στις εικόνες, με επίκεντρο τον πόλο, που αποτελείται από μείγμα 85% πάγο CO2 και 15% πάγο νερού.[9] Το δεύτερο μέρος περιλαμβάνει απόκρημνες πλαγιές ή κρημνούς που αποτελούνται εξ ολοκλήρου από υδατικό πάγο, και δακτυλιοειδώς διαχέονται από το πολικό κάλυμμα προς τις περιβάλλουσες πεδιάδες.[9] Το τρίτο μέρος περιλαμβάνει τα εκτενή μόνιμα παγωμένα εδάφη που εκτείνονται κατά δεκάδες χιλιόμετρα μακριά από τους κρημνούς και δεν θεωρούνται μέρος του καλύμματος μέχρις ότου αναλυθεί η επιφανειακή σύσταση.[9][180] Οι επιστήμονες του NASA υπολογίζουν ότι ο όγκος του υδατικού πάγου στο νοτιοπολικό παγοκάλυμμα, αν λιώσει, θα είναι επαρκής ώστε να καλύψει ολόκληρη την πλανητική επιφάνεια κατά βάθος 11 μέτρων.[179][181]
Ένα αρχαίο στρώμα πάγου που έχει προταθεί για τη νότια πολική περιοχή ενδέχεται να περιείχε 20 εκατομμύρια km3 υδατικού πάγου, που ισοδυναμεί με κάλυψη του πλανήτη από υδατικό στρώμα βάθους 137 μ.[182][183]
Τον Ιούλιο 2008 το NASA ανακοίνωσε ότι το Φοίνιξ λάντερ επιβεβαίωσε την παρουσία υδατικού πάγου στην περιοχή προσεδάφισης κοντά στο βόρειο πολικό παγοκάλυμμα (68,2° γεωγραφικό πλάτος). Επρόκειτο για την πρώτη άμεση παρατήρηση πάγου από την επιφάνεια του πλανήτη.[184] Δύο χρόνια αργότερα, το ραντάρ SHARAD του Αρειανού Αναγνωριστικού Τροχιακού έκανε μετρήσεις στο βόρειο πολικό κάλυμμα πάγου και προσδιόρισε ότι ο συνολικός όγκος του υδατικού πάγου εκεί είναι 821.000 κυβικά χιλιόμετρα. Δηλαδή ποσότητα ισοδύναμη με το 30% του Γροιλανδικού στρώματος πάγου, ή αρκετή ώστε να καλύψει την επιφάνεια του Άρη σε βάθος 56 μέτρων.[185] Και τα δύο πολικά καλύμματα εμφανίζουν λεπτή εσωτερική διαστρωμάτωση όταν εξετάζονται εικόνες του HiRISE και του Mars Global Surveyor. Οι έρευνες για τη δομή, την ιστορία και τις ιδιότητες ροής των στρωμάτων συνεχίζονται[126] αν και η ερμηνεία τους δεν είναι απλή.[186]
Η λίμνη Βοστόκ στην Ανταρκτική ίσως αποτελεί καλό πρότυπο μελέτης για τα υποπαγετώδη ύδατα.[187]
Νερό σε υγρή μορφή κάτω από τους πάγους
Τον Ιούλιο 2018 οι επιστήμονες της Ιταλικής Διαστημικής Υπηρεσίας ανέφεραν ότι ανίχνευσαν υποπαγετώδη λίμνη στον Άρη, 1,5 χλμ. υπό του νοτιοπολικού παγοκαλύμματος, και εκτεινόμενη κατά 20 χλμ. οριζόντια, και επρόκειτο για τa πρώτα αποδεικτικά στοιχεία της ύπαρξης σταθερού σώματος υγρού νερού στον πλανήτη.[188][189][190][191] Τα στοιχεία για την Αρειανή λίμνη συνάχθηκαν από ένα φωτεινό σημείο στα ηχητικά δεδομένα του ραντάρ MARSIS που συλλέχθηκαν την περίοδο Μάιος 2012 έως Δεκέμβριος 2015.[192] Η λίμνη έχει επίκεντρο στο 193°Α, 81°Ν, μια επίπεδη επιφάνεια που δεν παρουσιάζει ιδιαίτερα τοπογραφικά χαρακτηριστικά αλλά περιβάλλεται από υψώματα, εκτός από την ανατολική πλευρά όπου υπάρχει κατάθλιψη.[188] Το ραντάρ SHARAD του Mars Reconnaissance Orbiter δεν έχει δει σημάδια της λίμνης, αλλά η ομάδα θα επαναξετάσει την περιοχή και θα προσπαθήσει να επιβεβαιώσει το πόρισμα όταν οι τροχιακές παράμετροι θα είναι ευνοϊκές.[193] Είναι απίθανο ότι το SHARAD θα ανιχνεύσει τη λίμνη, καθώς έχει πολύ λιγότερες διεισδυτικές στο έδαφος δυνατότητες από το MARSIS.
Επειδή η θερμοκρασία στη βάση του παγοκαλύμματος εκτιμήθηκε ίση με 205 K (−68 °C; −91 °F), οι επιστήμονες υποθέτουν ότι το νερό μπορεί να παραμείνει υγρό από την αντιψυκτική επίδραση των υπερχλωρικών μαγνησίου και ασβεστίου.[188][194] Το στρώμα πάγου πάχους 1,5 χλμ. που καλύπτει τη λίμνη αποτελείται από υδατικό πάγο, με 10 έως 20% αναμειγμένη σκόνη, και εποχιακά καλύπτεται από ένα παχύ στρώμα 1 μέτρου ξηρού πάγου.[188] Επειδή τα καθαρά δεδομένα από το νοτιοπολικό παγοκάλυμμα είναι περιορισμένα, οι εξερευνητές δήλωσαν ότι «δεν υπάρχει κανένας λόγος για να συμπεράνουμε ότι η παρουσία του εδαφικού νερού στον Άρη περιορίζεται σε μια μεμονωμένη τοποθεσία.»[188]
Η λίμνη μπορεί να αποτελείται από καθαρό νερό, ή λάσπη που προέκυψε από ανάμιξη νερού με χώμα.[195] Τα υψηλά επίπεδα άλατος της λίμνης καθιστούν το περιβάλλον αφιλόξενο για τις περισσότερες μορφές ζωής, αλλά στη Γη υπάρχουν οργανισμοί που ονομάζονται αλόφιλοι και ευδοκιμούν σε αλμυρές συνθήκες, μολονότι όχι σε σκοτεινά, κρύα, συμπυκνωμένα διαλύματα υπερχλωρικών.[195]
Εδαφικός πάγος
Για πολλά χρόνια, διάφοροι επιστήμονες έχουν προτείνει ότι μερικές περιοχές στην επιφάνεια του Άρη μοιάζουν με τις περιπαγετώδεις περιοχές στη Γη.[198] Κατ ' αναλογία με τα γαιώδη χαρακτηριστικά, έχει υποστηριχθεί ότι ίσως πρόκειται για περιοχές με μόνιμα παγωμένο έδαφος, που σημαίνει ότι υπάρχει παγωμένο νερό ακριβώς κάτω από την επιφάνεια.[199][200] Ένα κοινό χαρακτηριστικό στα υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη, το πολυγωνικό έδαφος, μπορεί να εμφανιστεί σε διάφορες μορφές, όπως ρίγες και πολύγωνα. Στη Γη, αυτά τα σχήματα προκαλούναι από τo πάγωμα και ξεπάγωμα του εδάφους.[201] Υπάρχουν και άλλα είδη στοιχείων που αποδεικνύουν ότι υπάρχουν μεγάλες ποσότητες παγωμένου νερού κάτω από την επιφάνεια του Άρη, όπως η εξομάλυνση του ανάγλυφου, που στρογγυλοποιεί τα αιχμηρά τοπογραφικά χαρακτηριστικά.[202] Στοιχεία από το φασματόμετρο ακτίνων γάμμα του Αρειανή Οδύσσεια και άμεσες μετρήσεις με το Φοίνιξ λάντερ υποστηρίζουν την θεωρία ότι πολλά από αυτά τα χαρακτηριστικά σχετίζονται με την παρουσία εδαφικού πάγου.[203]
Το 2017 με την κάμερα HiRISE του Αρειανού Αναγνωριστικού Τροχιακού (MRO) βρέθηκαν τουλάχιστον οκτώ διαβρωμένες πλαγιές όπου φαίνονταν εκτεθειμένα φύλλα παγωμένου νερού πάχους 100 μέτρων, καλυμμένα από ένα στρώμα εδάφους πάχους 1 - 2 μέτρων.[196][204] Οι τοποθεσίες βρίσκονται σε γεωγραφικά πλάτη 55°- 58° που σημαίνει ότι υπάρχει ρηχός εδαφικός πάγος κάτω από το ένα τρίτο της Αρειανής επιφάνειας.[196] Η εικόνα αυτή επιβεβαιώνει ότι είχε εντοπιστεί παλαιότερα από το φασματόμετρο του Αρειανή Οδύσσεια, τα διεισδυτικά ραντάρ των MRO και Μαρς Εξπρές, και από τις επιτόπιες ανασκαφές του Φοίνιξ λάντερ .[196] Αυτά τα στρώματα πάγου κρατούν εύκολα προσβάσιμα στοιχεία για την κλιματική ιστορία του Άρη και καθιστούν το παγωμένο νερό προσβάσιμο σε μελλοντικούς ρομποτικούς ή ανθρώπινους εξερευνητές.[196] Έχει προσταθεί ότι ίσως αυτές οι εναποθέσεις είναι τα απομεινάρια των παγετώνων που υπήρξαν πριν από εκατομμύρια χρόνια, όταν ο άξονας περιστροφής και η τροχιά του πλανήτη ήταν διαφορετικά.
-
Κοντινή άποψη των τοιχωμάτων της τριγωνικής κατάθλιψης, όπως φαίνεται η ορατή διαστρωμάτωση του τοιχώματος από το HiRISE. Τα στρώματα περιέχουν πάγο. Τα χαμηλότερα στρώματα είναι κεκλιμένα, ενώ τα πιο επιφανειακά είναι περισσότερο ή λιγότερο οριζόντια. Η εν λόγω διάταξη στρωμάτων ονομάζεται "γωνιώδης ασυμφωνία."[205]
-
Κρατήρας που μπορεί να δημιουργήθηκε σε έδαφος με άφθονο πάγο, όπως φαίνεται από το HiRISE. Από την περιφέρεια Ισμήνεια Λίμνη.
-
Κοντινή άποψη του κρατήρα που μπορεί να δημιουργήθηκε σε έδαφος με αφθονία πάγων, όπως φαίνεται από το HiRISE. Τα εκτινάγματα φαίνονται χαμηλότερα από τα περιβάλλοντα εδάφη. Ίσως επειδή όταν ήταν ζεστά έλιωσαν κάποιους πάγους,
- Κτενιοειδής τοπογραφία
Ορισμένες περιοχές του Άρη επιδεικνύουν κτενιοειδείς καταθλίψεις. Υπάρχουν υποψίες ότι οι καταθλίψεις είναι τα απομεινάρια από την υποβάθμιση των αποθεμάτων ενός πλούσιου σε πάγους μανδύα. Τα χτένια προκλήθηκαν από εξάχνωση πάγων από το παγωμένο έδαφος. Οι γεωμορφές της κτενιοειδούς τοπογραφίας μπορεί να σχηματίστηκαν από υπεδάφιες απώλειες υδάτων λόγω εξάχνωσης στις τρέχουσες Αρειανές κλιματικές συνθήκες. Ένα μοντέλο προβλέπει παρόμοια σχήματα όταν στο έδαφος υπάρχουν μεγάλες ποσότητες καθαρού πάγου, για πολλές δεκάδες μέτρα βάθους.[206] Αυτό το υλικό του μανδύα μάλλον αποτέθηκε από την ατμόσφαιρα ως πάγος που σχηματίστηκε στη σκόνη όταν το κλίμα ήταν διαφορετικό.[207][208] Τα χτένια συνήθως έχουν δεκάδες μέτρα βάθος και από μερικές εκατοντάδες έως μερικές χιλιάδες μέτρα μήκος. Μπορεί να είναι σχεδόν κυκλικά ή επιμήκη. Κάποια φαίνεται πως έχουν συγχωνευθεί προς σχηματισμό εδάφους με μεγάλες λακκούβες. Η διαδικασία διαμόρφωσης του εδάφους μπορεί να άρχισε με εξάχνωση από μια ρωγμή. Υπάρχουν συχνά πολυγωνικές ρωγμές όπου σχηματίζονται χτένια και η κτενιοειδής τοπογραφία αποτελεί ένδειξη παγωμένου εδάφους.[123][209]
Την 22 Νοεμβρίου 2016 το NASA ανέφερε ότι βρήκε μεγάλες ποσότητες υπόγειων πάγων στην Πεδιάδα Ουτοπία του Άρη.[210] Ο όγκος του νερού που εντοπίστηκε υπολογίστηκε ισοδύναμος του υδατικού όγκου της Λίμνης Σουπίριορ.
Ο όγκος του υδατικού πάγου υπολογίστηκε βάσει μετρήσεων από το διεισδυτικό-στο-έδαφος ραντάρ του Αρειανού Όρμπιτερ, που ονομάζεται SHARAD. Από τα δεδομένα προσδιορίστηκε η διηλεκτρική σταθερά, η οποία βρέθηκε να αναλογεί σε μεγάλες συγκεντρώσεις υδατικού πάγου.[211][212][213]
Αυτά τα κτενιοειδή χαρακτηριστικά είναι επιφανειακά παρόμοια με το χαρακτηριστικά Ελβετικού τυριού, που βρέθηκαν γύρω από το νότιο πόλο. Πιστεύεται ότι οφείλονται σε κοιλότητες που σχηματίστηκαν σε ένα επιφανειακό στρώμα στερεού διοξειδίου του άνθρακα, αντί για υδατικού πάγου—αν και οι πυθμένες σε αυτές τις τρύπες πιθανότατα περιέχουν άφθονο H2O.[214]
- Μπαλώματα πάγου
Την 28 Ιουλίου 2005, η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος ανακοίνωσε την ύπαρξη ενός κρατήρα εν μέρει πληρωμένου με παγωμένο νερό, [215] μία ανακάλυψη που από ορισμένους ερμηνεύτηκε ως "παγωμένη λίμνη".[216] Εικόνες από τον κρατήρα, που λήφθηκαν από την Υψηλής Ανάλυσης Στέρεο Κάμερα του Μαρς Εξπρές όρμπιτερ του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος, δείχνουν ξεκάθαρα ένα ευρύ φύλλο πάγου στον πάτο ενός ανώνυμου κρατήρα που βρίσκεται στο Βαστίτας Μπορεάλις, μια ευρεία πεδιάδα που εκτείνεται σε πολλά από τα Αρειανά βόρεια γεωγραφικά πλάτη, στο 70,5° Βόρεια και 103° Ανατολικά. Ο κρατήρας έχει πλάτος 35 χλμ. και βάθος 2 χλμ. Η διαφορά ύψους μεταξύ του πάτου του κρατήρα και της επιφάνειας του υδατικού πάγου είναι περίπου 200 μέτρα. Oι επιστήμονες του ΕΥΔ οι θεώρησαν ότι η διαφορά ύψους οφείλεται σε αμμόλοφους κάτω από τα παγωμένα ύδατα, που είναι εν μέρει ορατοί. Το μπάλωμα δεν αναφέρεται ως "λίμνη" αλλά είναι αρκετά μεγάλο και η παρουσία του είναι σταθερή όλον τον χρόνο. Εναποθέσεις υδατικών πάγων και στρωμάτων παγετού έχουν βρεθεί σε πολλές διαφορετικές περιοχές του πλανήτη.
Στην επιφάνεια του Άρη έχουν απεικονιστεί και αρκετά άλλα μπαλώματα πάγων που είναι διάσπαρτα σε όλη την επιφάνεια και μερικά είναι συγκεντρωμένα στα μέσα πλάτη (≈30-60° Β/Ν από τον ισημερινό).[126]
Παγετώνες
Πολλές μεγάλες περιοχές του Άρη είτε έχουν παγετώνες ή φαίνεται πως κάποτε είχαν. Πολλές περιοχές σε υψηλά γεωγραφικά πλάτη, ιδίως στην περιφέρεια της Ισμήνειας Λίμνης πιστεύεται ότι περιέχουν τεράστιες ποσότητες νερού σε μορφή πάγου.[217][218] Πολλοί πλανητικοί επιστήμονες από τα νεότερα στοιχεία έχουν συμπεράνει ότι υδατικοί πάγοι εξακολουθούν να υφίστανται ως παγετώνες σε όλα τα μεσαία και υψηλά γεωγραφικά πλάτη, προστατευμένοι από εξάχνωση από λεπτά καλύμματα μονωτικών πετρωμάτων και/ή σκόνης.[38][55] Ένα παράδειγμα αυτού είναι τα παγόμορφα χαρακτηριστικά που ονομάστηκαν λοβοειδείς ποδιές συντριμμάτων στην περιοχή Τράπεζες του Δευτερονείλου, και ενδεικνύουν την παρουσία πάγων που βρίσκονται κατά μερικά μέτρα κάτω από τα βραχώδη συντρίμματα.[55] Οι παγετώνες συσχετίζονται με το διαβρωμένο έδαφος και πολλά ηφαίστεια. Οι ερευνητές έχουν περιγράψει παγετώδεις αποθέσεις στον Θόλο της Εκάτης,[219] στο Όρος Αρσία,[220] στο Όρος Παβονις,[221] και στο όρος Όλυμπος.[222]
Τα χαρακτηριστικά στην επιφάνεια του Άρη που μοιάζουν με παγετώνες είναι γνωστά ποικιλοτρόπως ως ιξώδεις ροές,[223] Αρειανές ροές, λοβοειδείς ποδιές συντριμμάτων,[55] ή γραμμωτές κοιλάδες,[51] , ανάλογα με τη μορφή του χαρακτηριστικού, την τοποθεσία του, τις γεωμορφές με τις οποίες συνδέεται και με τον συγγραφέα που τις περιγράφει. Πολλοί, αλλά όχι όλοι, μικροί παγετώνες φαίνεται πως συνδέονται με ξεροπόταμους στα τοιχώματα των κρατήρων και του μανδυακού υλικού.[224] Οι γραμμωτές αποθέσεις γνωστές ως γραμμωτές πληρώσεις μάλλον είναι παγετώνες καλυμμένοι από πετρώματα και βρίσκονται στα πατώματα των περισσότερων καναλιών του διαβρωμένου εδάφους γύρω από την Γαία Αραβία στο βόρειο ημισφαίριο. Οι επιφάνειες τους έχουν υβώματα και αυλακώσεις που εκτρέπονται γύρω από τα εμπόδια. Οι γραμμωτές αποθέσεις στα πατώματα ίσως σχετίζονται με λοβοειδείς ποδιές συντριμμάτων που έχει αποδειχθεί ότι περιέχουν μεγάλες ποσότητες πάγου από τα ραντάρ των τροχιακών οχημάτων.[38][55] Για πολλά χρόνια, οι ερευνητές θεωρούσαν ότι τα χαρακτηριστικά που ονομάστηκαν "λοβοειδείς ποδιές συντριμμάτων" ήταν παγετώδεις ροές και ότι κάτω από ένα στρώμα μονωτικών πετρωμάτων υπάρχουν πάγοι.[54][225][226] Με τις νεότερες μετρήσεις επιβεβαιώθηκε ότι οι λοβοειδείς ποδιές συντριμμάτων περιέχουν καθαρό πάγο που είναι καλυμμένος από στρώμα πετρωμάτων.[38][55]
Οι κινούμενοι πάγοι μεταφέρουν βραχώδη υλικά και στη συνέχεια πέφτουν καθώς ο πάγος εξαφανίζεται. Αυτό συμβαίνει συνήθως στο ρύγχος ή στα άκρα του παγετώνα. Στη Γη, τέτοια χαρακτηριστικά ονομάζονται λιθώνες.[