Wetenschappers hebben jarenlang begrepen dat Mars ooit een warmere, nattere plek was. Tussen terreinkenmerken die wijzen op de aanwezigheid van rivieren en meren op minerale afzettingen die in water leken te zijn opgelost, is er geen gebrek aan bewijs dat dit 'waterige' verleden bevestigt. Hoe warm en nat het klimaat miljarden jaren geleden (en sindsdien) was, is echter onderwerp van veel discussie geweest.
Volgens een nieuwe studie van een internationaal team van wetenschappers van de Universiteit van Nevada, Las Vegas (UNLV), lijkt het erop dat Mars een stuk natter was dan eerdere schattingen deden vermoeden. Met behulp van Berkeley Laboratory voerden ze simulaties uit op een mineraal dat is aangetroffen in meteorieten op Mars. Hieruit hebben ze vastgesteld dat Mars mogelijk veel meer water op het oppervlak had dan eerder werd gedacht.
Als het gaat om het bestuderen van het zonnestelsel, zijn meteorieten soms het enige fysieke bewijs dat beschikbaar is voor onderzoekers. Dit omvat Mars, waar meteorieten die zijn teruggewonnen van het aardoppervlak, hebben geholpen om licht te werpen op het geologische verleden van de planeet en wat voor soort processen de korst hebben gevormd. Voor geowetenschappers zijn ze de beste manier om te bepalen hoe Mars er eeuwen geleden uitzag.
Helaas voor geowetenschappers hebben deze meteorieten veranderingen ondergaan als gevolg van de rampzalige kracht die ze van Mars heeft verdreven. Zoals Dr. Christopher Adcock, een assistent-onderzoeksprofessor bij de afdeling Geoscience bij UNLV en de hoofdauteur van de studie, via e-mail aan Space Magazine vertelde:
“Marsmeteorieten zijn stukjes Mars, in feite zijn ze onze enige monsters van Mars op aarde totdat er een missie is om een monster terug te sturen. Veel van de ontdekkingen die we over Mars hebben gedaan, zijn afkomstig van het bestuderen van Mars-meteorieten en zouden zonder deze niet mogelijk zijn. Helaas hebben deze meteorieten allemaal een schok ervaren doordat ze tijdens inslagen van het oppervlak van Mars zijn uitgestoten. '
Van de meer dan 100 Mars meteorieten die hier op aarde zijn teruggevonden, variëren in leeftijd van 4 miljard jaar tot 165 miljoen jaar. Ze worden ook verondersteld afkomstig te zijn uit slechts een paar regio's op Mars en werden waarschijnlijk uitgeworpen als gevolg van impactgebeurtenissen. En tijdens hun onderzoek hebben wetenschappers de aanwezigheid opgemerkt van een calciumfosfaatmineraal dat bekend staat als merrilliet.
Als een lid van de whitlockietgroep die vaak wordt aangetroffen in meteoren van de maan en Mars, staat dit mineraal bekend als watervrij (dat wil zeggen dat het geen water bevat). Als zodanig hebben onderzoekers de conclusie getrokken dat de aanwezigheid van deze mineralen aangeeft dat Mars een dorre omgeving had toen deze rotsen werden uitgeworpen. Dit komt zeker overeen met hoe Mars er vandaag uitziet - koud, ijzig en droog als een bot.
Ter wille van hun studie - getiteld "Shock-Transformation of Whitlockite to Merrillite and the Implications for Meteoritic Phosphate", dat onlangs in het tijdschrift verscheen Nature Communications - het internationale onderzoeksteam overwoog een andere mogelijkheid. Met behulp van een synthetische versie van whitlockiet begonnen ze schokcompressie-experimenten uit te voeren, ontworpen om de omstandigheden te simuleren waaronder meteorieten uit Mars worden uitgestoten.
Dit bestond uit het plaatsen van het synthetische whitlockietmonster in een projectiel en vervolgens met behulp van een heliumgaskanon om het te versnellen tot snelheden van 700 meter per seconde (2520 km / h of 1500 mph) in een metalen plaat - waardoor het werd blootgesteld aan intense hitte en druk. Het monster werd vervolgens onderzocht met behulp van de Berkeley Lab's Advanced Light Source (ALS) en de Argonne National Laboratory's Advanced Photon Source (APS) -instrumenten.
"Toen we analyseerden wat er uit de capsule kwam, ontdekten we dat een aanzienlijk deel van het whitlockiet was uitgedroogd tot het mineraal merrilliet," zei Adcock. “Merrilliet wordt in veel meteorieten aangetroffen (inclusief Martian). Het betekent dat het mogelijk is dat de gesteente-meteorieten zijn gemaakt van oorspronkelijk begonnen leven met whitlockiet erin in een omgeving met meer water dan eerder werd gedacht. Als dat waar is, zou dat duiden op meer water in het Marsverleden en het vroege zonnestelsel. ”
Deze vondst verhoogt niet alleen het "waterbudget" voor Mars in het verleden, maar roept ook nieuwe vragen op over de bewoonbaarheid van Mars. Naast dat het water oplosbaar is in water, bevat het ook fosfor - een cruciaal element voor het leven hier op aarde. Gecombineerd met recent bewijs dat aantoont dat er nog steeds vloeibaar water op het oppervlak van Mars bestaat, zij het met tussenpozen, roept dit nieuwe vragen op of Mars al dan niet leven had in het verleden (of zelfs vandaag).
Maar zoals Adcock uitlegde, zijn verdere experimenten en bewijzen nodig om te bepalen of deze resultaten indicatief zijn voor een meer waterig verleden:
“Wat het leven betreft, zijn onze resultaten zeer gunstig voor de mogelijkheid - maar we hebben meer gegevens nodig. We hebben echt een voorbeeldmissie nodig of we moeten er persoonlijk heen gaan - een menselijke missie. De wetenschap komt dichter bij de antwoorden op een aantal grote vragen over ons zonnestelsel, het leven elders en Mars. Maar het is moeilijk werk als het allemaal van ver moet gebeuren. ”
En monsterrendementen liggen zeker aan de horizon. NASA hoopt de eerste stap in dit proces te zetten met hun Mars 2020 Rover, die monsters zal verzamelen en deze in een cache achterlaat voor toekomstig ophalen. De ExoMars-rover van de ESA zal naar verwachting in hetzelfde jaar de reis naar Mars maken en zal ook monsters krijgen als onderdeel van een missie om monsters naar de aarde terug te sturen.
Deze missies zijn gepland voor de zomer van 2020, wanneer de planeten weer het dichtst in de buurt komen. En met bemande missies naar de oppervlakte gepland voor het volgende decennium, kunnen we de eerste niet-meteorietmonsters van Mars terug zien komen voor analyse.
