Het is nu een goed begrepen feit dat Mars ooit behoorlijk wat vloeibaar water op zijn oppervlak had. Volgens een recente schatting bevatte een grote zee op het zuidelijk halfrond van Mars ooit bijna 10 keer zoveel water als alle grote meren van Noord-Amerika samen. Deze zee bestond ongeveer 3,7 miljard jaar geleden en bevond zich in de regio die tegenwoordig bekend staat als het Eridania-bekken.
Een nieuwe studie op basis van gegevens van NASA's Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) ontdekte echter enorme minerale afzettingen op de bodem van dit bekken, die kunnen worden gezien als bewijs van oude warmwaterbronnen. Aangezien wordt aangenomen dat dit type hydrothermale activiteit verantwoordelijk is voor de opkomst van leven op aarde, zouden deze resultaten erop kunnen wijzen dat dit bassin ooit ook het leven was.
De studie, getiteld "Ancient Hydrothermal Seafloor Deposits in Eridania Basin on Mars", verscheen onlangs in het wetenschappelijke tijdschrift. Nature Communications. De studie werd geleid door Joseph Michalski van de afdeling Aardwetenschappen en Laboratorium voor Ruimteonderzoek aan de Universiteit van Hong Kong, samen met onderzoekers van het Planetary Science Institute, het Natural History Museum in Londen en NASA's Johnson Space Center.
Samen gebruikte dit internationale team gegevens die zijn verkregen door de MRO's Compact Reconnaissance Spectrometer for Mars (CRISM). Sinds de MRO Mars in 2006 bereikte, is dit instrument op grote schaal gebruikt om te zoeken naar bewijzen van minerale residuen die zich vormen in aanwezigheid van water. In dit opzicht was CRISM essentieel om te documenteren hoe meren, vijvers en rivieren ooit op het oppervlak van Mars bestonden.
In dit geval identificeerde het enorme minerale afzettingen in het Eridania-bekken van Mars, dat in een regio ligt met een deel van de oudste blootgestelde korst van de Rode Planeet. De ontdekking zal naar verwachting een belangrijk aandachtspunt zijn voor wetenschappers die de ooit warme en natte omgeving van Mars willen karakteriseren. Zoals Paul Niles van het Johnson Space Center van NASA zei in een recente persverklaring van NASA:
"Zelfs als we nooit bewijs vinden dat er leven op Mars is, kan deze site ons vertellen over het soort omgeving waar het leven op aarde is begonnen. Vulkanische activiteit in combinatie met stilstaand water zorgde voor omstandigheden die waarschijnlijk vergelijkbaar waren met de omstandigheden op aarde op ongeveer hetzelfde moment - toen het vroege leven hier evolueerde. ”
Tegenwoordig is Mars een koude, droge plaats waar geen vulkanische activiteit plaatsvindt. Maar ongeveer 3,7 miljard jaar geleden was de situatie heel anders. In die tijd beschikte Mars over zowel stromende als staande watermassa's, wat wordt bewezen door enorme rivierafzettingen en sedimentaire bekkens. De Gale-krater is hier een perfect voorbeeld van, omdat het ooit een grote meerbedding was, en daarom werd het gekozen als landingsgezicht voor de Nieuwsgierigheid rover in 2012.
Aangezien Mars gedurende deze tijd zowel oppervlaktewater als vulkanische activiteit had, zou het ook hydrothermale activiteit hebben ervaren. Dit gebeurt wanneer vulkanische ventilatieopeningen zich openen in staande watermassa's en deze vullen met gehydrateerde mineralen en warmte. Op aarde, die nog steeds een actieve korst heeft, kan het bewijs van hydrothermale activiteit in het verleden niet worden bewaard. Maar op Mars, waar de korst stevig is en erosie minimaal, is het bewijs bewaard gebleven.
"Deze site geeft ons een boeiend verhaal voor een diepe, langlevende zee en een diepzee hydrothermale omgeving", zei Niles. "Het doet denken aan de diepzee-hydrothermische omgevingen op aarde, vergelijkbaar met omgevingen waar leven op andere werelden te vinden is - leven dat geen prettige atmosfeer of een gematigd oppervlak nodig heeft, maar alleen rotsen, warmte en water."
Op basis van hun studie schatten de onderzoekers dat het Eridania-bekken ooit ongeveer 210.000 kubieke km (50.000 kubieke mijl) water bevatte. Dit is niet alleen negen keer meer water dan alle Grote Meren samen, het is evenveel als alle andere meren en zeeën op het oude Mars samen. Bovendien ervoer de regio ook lavastromen die bestonden nadat de zee zou zijn verdwenen.
Uit de spectrometergegevens van de CRISM identificeerde het team afzettingen van serpentijn, talk en carbonaat. Gecombineerd met de vorm en textuur van de gesteentelagen concludeerden ze dat de zeebodem open stond voor vulkanische kloven. Afgezien van het feit dat deze regio ooit het leven zou kunnen hebben gehost, draagt deze studie ook bij aan de diversiteit van de natte omgevingen waarvan ooit werd aangenomen dat ze op Mars bestonden.
Tussen bewijs van oude meren, rivieren, grondwater, delta's, zeeën en vulkaanuitbarstingen onder ijs, hebben wetenschappers nu bewijs van vulkanische activiteit die plaatsvond onder een stilstaand water (ook bekend als hete bronnen) op Mars. Dit vertegenwoordigt ook een nieuwe categorie voor astrobiologisch onderzoek en een mogelijke bestemming voor toekomstige missies naar het oppervlak van Mars.
De studie van hydrothermale activiteit is ook belangrijk voor zover het vinden van bronnen van buitenaards, zoals op de manen van Europa, Enceladus, Titan en elders. In de toekomst wordt verwacht dat robotmissies naar deze werelden reizen om onder hun ijzige oppervlakten te pieken, hun pluimen te onderzoeken of zich in hun zeeën te wagen (in het geval van Titan) om te zoeken naar de veelbetekenende sporen van elementaire levensvormen.
De studie heeft ook betekenis buiten Mars en kan helpen bij de studie van hoe het leven hier op aarde begon. Op dit moment zijn de eerste bewijzen van leven op het land afkomstig van zeebodemafzettingen die qua oorsprong en leeftijd vergelijkbaar zijn met die in het Eridania-bekken. Maar aangezien het geologische verslag van deze periode op aarde slecht bewaard is gebleven, was het onmogelijk om precies vast te stellen hoe de omstandigheden op dit moment waren.
Gezien de overeenkomsten van Mars met de aarde en het feit dat het geologische record de afgelopen 3 miljard jaar goed bewaard is gebleven, kunnen wetenschappers kijken naar minerale afzettingen en ander bewijs om te peilen hoe natuurlijke processen hier op aarde het leven vormden en evolueerden na verloop van tijd. Het zou ook ons begrip kunnen vergroten van hoe alle aardse planeten van het zonnestelsel zich gedurende miljarden jaren hebben ontwikkeld.
