Het verloren water van Mars ligt mogelijk begraven onder de aardkorst

Een illustratie van Mars vol met oceanen en meren. NASA

Miljarden jaren geleden was Mars een warm thuis voor meren en oceanen. Dat wil zeggen, totdat deze enorme vloeibare lichamen op het oppervlak ongeveer 3 miljard jaar geleden verdwenen. Jarenlang hebben wetenschappers aangenomen dat dit water in de ruimte verdween toen de atmosfeer van de planeet dunner werd.

Het blijkt dat het water misschien niet omhoog, omhoog en weg is gegaan. Het kan eigenlijk in de tegenovergestelde richting zijn gegaan - ondergronds. Volgens een nieuw model ontwikkeld door onderzoekers van Caltech en gepubliceerd in Wetenschap vandaag de dag kan tussen de 30% en 99% van het oude mondiale water van Mars nog steeds worden gevonden in de korst van Mars.

Dit werk staat op de schouders van werk dat al tientallen jaren bestaat, zegt Eva L. Scheller, een planetaire geoloog bij Caltech en de hoofdauteur van de nieuwe studie. En meer observationeel bewijs heeft ons er steeds meer toe gebracht op nieuwe manieren na te denken over het verlies van water op Mars.

Huidige schattingen suggereren dat Mars tussen de 100 en 1500 meter wereldwijde equivalente laag (m GEL) water op het oppervlak heeft gehad. (m GEL verwijst naar een laag van 1 meter water die een gelijkmatig oppervlak van de planeet zou bedekken - Scheller zegt dat 1.000 m GEL overeenkomt met ongeveer de helft van het water van de Atlantische Oceaan.) Zelfs de onderkant van deze schatting is nog steeds voldoende van water dat potentieel leven had kunnen gebruiken om een ​​thuis voor zichzelf te maken.

Dus leren hoe het verdween is van cruciaal belang. Als we weten wat er is gebeurd, kunnen we beter begrijpen op welke locaties op Mars het bewijs van enig leven dat zich in die tijd heeft ontwikkeld, zou kunnen hebben bewaard - en hoe huidige en toekomstige Mars-missies naar dat bewijs zouden kunnen zoeken.

In de meeste waterverliesmodellen die uitgaan van atmosferisch verlies, is het idee geweest dat UV-straling ervoor zorgt dat water hoog in de lucht uiteenvalt in waterstof en zuurstof. Beide elementen, maar vooral de lichtere waterstofmoleculen, ontsnappen uit de atmosfeer en gaan de ruimte in. Wetenschappers meten dit waterstofverlies (met behulp van neutronendetectoren zoals het FREND-instrument op ESA en de Russische Trace Gas Orbiter) als een maatstaf voor het bepalen van de snelheid van waterverlies op Mars in de loop van de tijd.

Er zijn echter twee problemen met deze theorie. Ten eerste verklaart het niet waarom TGO of andere missies nog steeds zoveel water in de Marskorst detecteren. Ten tweede is de tot nu toe gemeten snelheid van waterstofverlies te klein om te verklaren hoeveel water we denken dat Mars oorspronkelijk had. Het kan alleen maar de onderkant verklaren van wat de meeste geologen denken, zegt Scheller.

Tegelijkertijd hebben we nu een beter begrip van hoeveel water er in de korst van Mars is begraven. Veel hiervan is grotendeels te danken aan rover-missies zoals Curiosity die Mars-gesteenten rechtstreeks hebben bestudeerd, evenals laboratoriumanalyse van meteorieten van Mars die op aarde zijn geland. En al die gegevens hebben wetenschappers er langzaamaan toe gebracht om het idee serieuzer te nemen dat de korst een grotere rol speelde bij het verlies van water op Mars.

Nu hebben Scheller en haar collega's een nieuw model bedacht dat op basis van actuele gegevens onderzoekt of het water in plaats daarvan ondergronds had kunnen gaan.

Dit water zou niet in enorme ondergrondse oceanen zijn gezogen. In plaats daarvan werden watermoleculen opgenomen in minerale structuren zoals klei als gevolg van processen zoals verwering. Hetzelfde gebeurt hier op aarde.

Dit proces zou volgens het model tussen de 30% en 99% van het totale waterverlies in de eerste 1 tot 2 miljard jaar van de planeet kunnen uitmaken. Atmosferisch verlies kan de rest goedmaken.

Het is een buitengewoon intrigerend model, zegt Joe Levy, een geoloog aan de Colgate University, die niet bij het onderzoek betrokken was. Gehydrateerde mineralen en adervormende mineralen zijn bijna overal waar we kijken op Mars. Op hol geslagen chemische verwering is een zeer provocerende hypothese om te verklaren wat er met het water van Mars is gebeurd.

Een bereik van 30% tot 99% is natuurlijk enorm. Dat komt omdat we simpelweg niet genoeg weten over het watergehalte in de korst (althans op wereldschaal), of hoe de oude atmosfeer van Mars eruit zag en in welke mate het atmosferisch waterverlies aanmoedigde of beperkte. Het model probeert ook rekening te houden met hoe geologische activiteit in het verre verleden (zoals vulkanisme) deze mechanismen voor waterverlies zou kunnen hebben beïnvloed.

Het model geeft ons nieuwe aanwijzingen als het gaat om de bewoonbaarheid van Mars. De bevindingen beantwoorden niet alleen hoe Mars zijn water heeft verloren, maar ook: wanneer het verloor zijn water, zegt Scheller. De auteurs zijn er zeker van dat de gehydrateerde mineralen in de korst meer dan 3 miljard jaar oud zijn, wat betekent dat Mars daarvoor potentieel het meest bewoonbaar was. Elke zoektocht naar bewijs van leven in de oudheid zou het best kunnen worden gericht op rotsen die bewaard zijn gebleven uit deze eerdere periode.

Scheller suggereert dat zowel de Curiosity- als de Perseverance-rovers mogelijk binnen dit tijdsbestek naar monsters kunnen zoeken. Doorzettingsvermogen in het bijzonder, wiens missie voornamelijk is gewijd aan het zoeken naar bewijs van het leven op Mars, zal een voormalige meerbodem verkennen die 3,8 miljard jaar oud is . Het zal daar zijn om te onderzoeken wat de mechanismen kunnen zijn geweest die wateropslag in deze mineralen in de korst hebben veroorzaakt, zegt Scheller. Zelfs als het het werk niet alleen kan doen, het zal monsters nemen die wetenschappers zelf in het laboratorium kunnen bestuderen .

Aarde en Mars begonnen als zeer vergelijkbare natte werelden, maar namen uiteindelijk drastisch verschillende paden. Het verlies van water aan gehydrateerde mineralen in de korst is niet uniek voor Mars; dit gebeurt de hele tijd op aarde. Maar de aarde profiteert van het feit dat zijn tektonische platen zijn aardkorstgesteenten actief recyclen in een proces dat dit water zou vrijgeven. Bovendien behield het een dikke atmosfeer die de planeet op de perfecte temperatuur hield zodat het leven kon evolueren en bloeien. Mars heeft geen tektonische platen en het bloedde zijn atmosfeer uit nadat het magnetische veld 4 miljard jaar geleden was uitgeschakeld.

Uiteindelijk is dit het ding om in gedachten te houden over bewoonbaarheid op terrestrische planeten, zegt Scheller. Het is erg kwetsbaar.

zich verstoppen