Wird dieses weiße Zeug vom Mars-Phoenix-Lander-Wasser oder Kohlendioxid-Eis gesehen?

Es stellt sich heraus, dass es ein Papier gibt, das genau diesen Eisfleck behandelt: Es ist Wassereis, und sie beziehen sich auf den weißen Abschnitt oben. (Die kleinen Körnchen unten links können auch Wassereis sein, aber sie diskutieren das nicht speziell. Es sieht auf jeden Fall wie kleine Eissplitter aus).

Cull et al. (2010) „Zusammensetzungen von Untergrundeis am Mars-Phoenix-Landeplatz“, Geophysical Research Letters , Band 37, doi: 10.1029/2010GL045372 . ( Repository-Kopie ):

Acht dieser [Gräben] legten unterirdisches Wassereis frei. Das unterirdische Eis fällt in zwei unterschiedliche Kategorien: ein relativ helles Eis, das in den Gräben Dodo-Goldilocks und Upper Cupboard gefunden wurde (hier „Eis vom Typ Dodo-Goldilocks“ genannt) (Abbildung 2a) ...

Ihre Abbildung 2a ist genau das (linke) Bild, das Sie oben haben.

Abbildung 2. SSI-Bilder der beiden Eisarten. (a) Der Dodo-Goldilocks-Graben am Landeplatz von Phoenix. Das helle Material im Graben ist Wassereis, bestätigt durch SSI-Spektren.

So wurde es als Wassereis identifiziert und spektroskopisch bestätigt.

tl; dr: Die langsame Sublimationsrate über 4 Tage schließt CO2 als Hauptbestandteil aus (das viel schneller sublimiert hätte, wenn es der warmen Atmosphäre und dem Sonnenlicht ausgesetzt gewesen wäre) und eine sorgfältige Messung des starken Abfalls des Reflexionsvermögens in der im nahen Infrarot bei etwa 1 Mikron von der hyperspektralen Bildgebung zeigt ~ 99 % Wassereis für mindestens einen der Orte.

Ich werde die ausgezeichnete Antwort von @ Andrew ergänzen

Der Surface-Stereo-Imager von Phoenix Lander ist ein Kamerapaar, das mit rotierenden Filterrädern ausgestattet ist, die es ihm ermöglichen, multispektrale Bildgebung durchzuführen , was eine grobe Form der Bildgebungsspektroskopie ist. Die beiden Räder sind miteinander verzahnt und haben zwölf Positionen.

Von MT Lemmon et al. (2008) The Phoenix Surface Stereo Imager (SSI) Investigation (Lunar and Planetary Science XXXIX (2008)) (auch hier ):

Das Filterrad enthält auf Rot und Blau abgestimmte Stereopaare, 6 Neutraldichtefilter für atmosphärische Staub- und Wasserdampfmessungen, insgesamt 13 einzigartige Multispektralbänder, Infrarot- und Blaudioden für Deckbilder und einen Infrarot-Linearpolarisator. Farb- und Dioptrienfilter werden in das rechte Auge gehalten; Infrarotfilter sind auf der linken Seite. Tabelle 1 zeigt den SSI-Filtersatz. Die meisten Filter haben den besten Fokus nahe 3 m, mit gutem Fokus von 2 m bis unendlich; Die Deckfilter sind bei 1-1,4 m im Fokus.

Klicken für größeres Bild links: Abbildung 1. Der SSI-Kamerakopf. rechts: Tabelle 1. SSI-Filter.

Von PH Smith et al. (2001) The MVACS Surface Stereo Imager on Mars Polar Lander können wir die detaillierten Bandpässe jedes Filters sehen

klicken für größer

Abbildung 8. (a) Relative spektrale Empfindlichkeit des Geologiefilters bei T = -20 °C für alle 12 in Tabelle 4 aufgeführten Filter. (b) Sonnenfilterprofile für die Filter in Tabelle 5.

Und von Cull et al. (2010) Zusammensetzungen von unterirdischem Eis am Landeplatz Mars Phoenix, die in @Andrews Antwort verlinkt sind, können wir sehen, wie diese verwendet werden, um das Eis als Wassereis zu identifizieren :

Abbildung 4. (a) Vergleich der Bandtiefen von 1,001 μm in verschiedenen Modellergebnissen. Jede Zusammensetzung mit > 1 Gew.-% Schmutz maskiert die 1,001-μm-Absorption, was veranschaulicht, dass Dodo-Goldlöckchen zu mindestens 99 Gew.-% aus reinem Wassereis bestehen müssen. (b) Frisch freigelegtes (<2 Stunden altes) Eis am Schneewittchengraben (dicke Linie) vs. Modellergebnisse von Eis-Boden-Mischungen. Die kürzeren Wellenlängen passen nicht in das beobachtete Spektrum; Dies wird jedoch aufgrund des im Modell verwendeten Bodenanalogs erwartet. Die Gesamtalbedo und Form der längeren Wellenlängen ist die Grundlage für unsere Interpretation von 30 Gew.-% +/− 20 Gew.-%“.

Was macht sie also so zuversichtlich, dass es Wassereis ist?

Es ist dieser Abfall des Reflexionsvermögens bei etwa 1 Mikron.

4. Diskussion

Obwohl die Modellierung keine genauen Eis-Boden-Verhältnisse erzeugen konnte, hat sie den Eisanteil sowohl in den Eisarten Dodo-Goldilocks als auch in Snow White eingeschränkt. Da die 1,001-μm-Steigung in Dodo-Goldilocks-Eisen nicht maskiert ist, muss Dodo-Goldilocks zu mindestens 99 Gew.-% aus reinem Wassereis bestehen. Es wird geschätzt, dass das Schneewittchen-Eis < 50 Gew.-% Eis enthält, mit einer besten Anpassung von 30 ± 20 Gew.-% Eis. Diese Schätzungen stimmen mit anderen Beobachtungen von Phoenix überein: ∼30 Gew.-% Eis sind ∼55 Vol.-% Eis, was mit Schätzungen der Thermal and Electrical Conductivity Probe (TECP) von 50–55 % Porosität für durchschnittliche eisfreie Böden übereinstimmt, die aus Messungen abgeleitet wurden Wärmekapazität [Hudson et al., 2009; Zent et al., 2010]. Wenn Eis in diesen Boden diffundieren und den Porenraum füllen würde, würde es etwa 50–55 Vol.-% der Mischung ausmachen.

Siehe Phoenix (Raumschiff); Thermische und elektrische Leitfähigkeitssonde (TECP) .

Hier sind einige Beispiele für die Abwärtsneigung bei 1 Mikrometer aus Messungen des Reflexionsvermögens (Albedo) von Schnee auf der Erde, aus Reflexionseigenschaften von weißem Meereis und Schnee. Ich habe einige Beispiele mit leicht erkennbarem Schnee ausgewählt, aber es gibt noch viele weitere in der Zeitung und sie alle zeigen diese scharfe Abwärtsneigung bei 1 Mikron.

Ich denke, es kann auch ein Argument für ein Phasendiagramm und eine Sublimationsrate geben, aber ich bin mir nicht sicher. CO2-Eis kommt auf dem Mars vor, meistens am Pol, der zufällig Winternacht (dh keinen Sonnenschein) erlebt, aber es kann auch unter der Oberfläche passieren, selbst wenn Sonnenlicht an der Oberfläche vorhanden ist, also ist dies eine gute Frage.

Update: Aus Wikipedias Phoenix (Raumschiff) Vorhandensein von flachem Wassereis unter der Oberfläche :

Am 19. Juni 2008 (Sol 24) gab die NASA bekannt, dass würfelgroße Klumpen aus hellem Material im „Dodo-Goldlöckchen“-Graben, der vom Roboterarm gegraben wurde, im Laufe von vier Tagen verdampft waren, was stark darauf hindeutet, dass sie aus Wasser bestanden Eis, das nach der Exposition sublimiert. Während Trockeneis auch sublimiert, würde es dies unter den vorliegenden Bedingungen viel schneller tun als beobachtet. (drei Referenzen zitiert)

Aus Phoenix Scientists 2008 der Planetary Society bestätigen Wassereis auf dem Mars (archiviert) :

„Wir glauben, dass diese Dinger Wassereis sind“, wiederholte Lemmon während der Pressekonferenz. „Während sie durch die sehr kalte, aber trockene Marsumgebung gesessen sind und morgens Sonnenschein auf sie hatten, haben sie sublimiert. Salz verhält sich nicht so.“ Sie hätten bei den örtlichen Temperaturen kein Kohlendioxid (CO2)-Eis sein können, weil dieses Material als Feststoff nicht einmal einen Tag lang stabil gewesen wäre, sagte er.

Animiertes GIF:

... Bilder, die die Sublimation von Eis im Graben, der informell "Dodo-Goldlöckchen" genannt wird, im Laufe von vier Tagen zeigen. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University

Von nasa.gov/mission_pages Helle Brocken am Marsstandort von Phoenix Lander müssen Eis gewesen sein 19.06.08

Noch etwas?

Aus Chemistry SE Welches „exotische Salz“ kann den Gefrierpunkt von Wasser um 70 °C senken? :

Tropfen möglicher Sole ( wirklich salziges Wasser), die kurz nach der Ankunft auf dem Mars auf einer der Landestützen von Phoenix abgebildet wurden. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Universität Arizona/Max-Planck-Institut

Wenn das Wassereis dem Sonnenlicht ausgesetzt wird, führt dies wahrscheinlich zu seiner Sublimation, was sein allmähliches Verschwinden erklärt. Interessanterweise kondensierte Wasser an einigen kalten, schattigen Stellen unter dem Phoenix-Lander und blieb irgendwie flüssig. Es wird angenommen, dass die extreme Salzkonzentration es ermöglichte, dass es bei -70 ° C eine Weile flüssig blieb.

Es ist mir noch nicht klar, ob angenommen wird, dass das Wasser in diesen Tröpfchen direkt aus der Sublimation des auf den Fotos gezeigten Eises stammt oder nicht.

Kleinigkeiten

Wie MT Lemmon et al. (2008) The Phoenix Surface Stereo Imager (SSI) Investigation (Lunar and Planetary Science XXXIX (2008)) (auch hier ) weisen darauf hin:

Phoenix enthält eine Kontrollleuchte für Windmessungen, und SSI wird verwendet, um die Kontrollleuchte zu überwachen.

• Wurde die Kontrollleuchte auf dem Mars Phoenix Lander für die Meteorologie verwendet? Warum nicht stattdessen ein Hitzdrahtanemometer?
• Wie misst InSight die Windgeschwindigkeit?

oben: GIF von Bildern, die vom Mars übertragen wurden. Von der The Telltale-Projektseite im Mars Simulation Laboratory . Auch hier archiviert .