Een deel van de ALH84001 Mars-meteoriet. Afbeelding tegoed: NASA / JPL. Klik om te vergroten
De huidige gemiddelde temperatuur op de evenaar van Mars is een stormachtige -69 graden Fahrenheit. Wetenschappers hebben lang gedacht dat de Rode Planeet ooit gematigd genoeg was om water op het oppervlak te hebben bestaan en misschien dat het leven daar was geëvolueerd. Maar een nieuwe studie door MIT- en Caltech-wetenschappers geeft dit idee de koude schouder.
In het nummer van 22 juli van het tijdschrift Science melden MIT-assistent-professor Benjamin Weiss en student aan het California Institute of Technology, David Shuster, dat hun studies van meteorieten op Mars aantonen dat ten minste verschillende rotsen die oorspronkelijk in de buurt van het oppervlak van Mars lagen gedurende 4 jaar ijskoud waren miljard jaar.
Hun werk is een nieuwe benadering voor het extraheren van informatie over het vroegere klimaat van Mars door de studie van martiaanse meteorieten.
Het bewijs suggereert zelfs dat Mars de afgelopen 4 miljard jaar nooit voldoende warm is geweest om vloeibaar water gedurende langere tijd op het oppervlak te laten stromen. Mars heeft daarom waarschijnlijk nooit een omgeving gehad die gastvrij is voor de evolutie van het leven - tenzij het leven begon tijdens de eerste half miljard jaar van zijn bestaan, toen de planeet waarschijnlijk warmer was.
Het werk omvat twee van de zeven bekende "nakhlite" -meteorieten (genoemd naar El Nakhla, Egypte, waar de eerste dergelijke meteoriet werd ontdekt), en de beroemde ALH84001-meteoriet die volgens sommige wetenschappers tekenen van microbiële activiteit op Mars vertoont. Met behulp van geochemische technieken hebben Shuster en Weiss voor elk van de meteorieten een 'thermische geschiedenis' gereconstrueerd om de maximale langetermijngemiddelde temperaturen te schatten waaraan ze werden blootgesteld.
"We hebben op twee manieren naar meteorieten gekeken", zei Weiss, van de afdeling Earth, Atmospheric and Planetary Sciences van MIT. "Ten eerste hebben we geëvalueerd wat de meteorieten hadden kunnen ervaren tijdens de uitstoot van Mars, 11 tot 15 miljoen jaar geleden, om in een worstcasescenario voor schokverwarming een bovengrens te stellen aan de temperaturen."
Ze concludeerden dat ALH84001 de afgelopen 15 miljoen jaar nooit gedurende korte tijd op een temperatuur hoger dan 650 graden Fahrenheit had kunnen worden verwarmd. Het was onwaarschijnlijk dat de nakhlieten, die zeer weinig tekenen van schokschade vertonen, tijdens het uitwerpen 11 miljoen jaar geleden boven het kookpunt van water waren geweest.
Die temperaturen zijn nog steeds vrij hoog, maar de onderzoekers keken ook naar de thermische geschiedenis op lange termijn van de rotsen op Mars. Hiervoor schatten de wetenschappers de totale hoeveelheid argon die nog in de monsters zat, met behulp van gegevens die eerder waren gepubliceerd door twee teams van de Universiteit van Arizona en het Johnson Space Center van NASA.
Argongas is zowel in de meteorieten als in veel rotsen op aarde aanwezig als een natuurlijk gevolg van het radioactieve verval van kalium. Als edelgas is argon niet erg chemisch reactief en omdat het vervalpercentage precies bekend is, hebben geologen jarenlang stenen gedateerd door hun argongehalte te meten.
Het is echter ook bekend dat argon met een temperatuurafhankelijke snelheid uit rotsen "lekt". Dit betekent dat als het in de rotsen achtergebleven argon wordt gemeten, er een conclusie kan worden getrokken over de maximale warmte waaraan het gesteente is blootgesteld sinds het argon voor het eerst werd gemaakt. Hoe koeler de rots is geweest, hoe meer argon hij heeft behouden.
Uit de analyse van Shuster en Weiss bleek dat slechts een klein deel van het argon dat oorspronkelijk in de meteorietmonsters werd geproduceerd, door de aionen verloren is gegaan. 'Het geringe verlies aan argon dat blijkbaar in deze meteorieten heeft plaatsgevonden, is opmerkelijk. Hoe we het ook bekijken, deze rotsen zijn al heel lang koud ”, zegt Shuster. Hun berekeningen suggereren dat het oppervlak van Mars het grootste deel van de afgelopen 4 miljard jaar diep in de ijskast is geweest.
'De temperatuurgeschiedenissen van deze twee planeten zijn echt verschillend. Op aarde kon je geen enkele steen vinden die zo lang onder de kamertemperatuur is geweest ', zegt Shuster. De ALH84001-meteoriet kon in de afgelopen 3,5 miljard jaar geschiedenis in feite niet meer dan een miljoen jaar boven het vriespunt zijn geweest.
"Ons onderzoek betekent niet dat er gedurende lange tijd geen zakken geïsoleerd water in geothermische bronnen zaten, maar suggereert in plaats daarvan dat er gedurende 4 miljard jaar geen grote gebieden met vrijstaand water zijn geweest.
"Onze resultaten lijken te impliceren dat oppervlaktekenmerken die de aanwezigheid en stroming van vloeibaar water in relatief korte tijdsperioden aangeven", zegt Shuster.
Maar positief voor de astrobiologie zegt Weiss dat de nieuwe studie niets doet om de theorie van 'panspermia' te weerleggen, die stelt dat het leven door meteorieten van de ene planeet naar de andere kan springen. Terwijl we enkele jaren geleden bij Caltech waren als afgestudeerde student, toonden Weiss en zijn begeleidende professor, Joseph Kirschvink, aan dat microben inderdaad van Mars naar de aarde hadden kunnen reizen in de haarlijnfracturen van ALH84001 zonder door hitte te zijn vernietigd. Met name het feit dat de nakhlieten nooit zijn verwarmd tot boven ongeveer 200 graden Fahrenheit, betekent dat ze niet zijn gesteriliseerd tijdens het uitwerpen van Mars en overbrengen naar de aarde.
Dit werk werd gesponsord door NASA en de National Science Foundation.
Oorspronkelijke bron: MIT News Release
