IJskern van Mars? Niet helemaal. Maar deze verzameling van granen uit Antarctica-ijs, afkomstig van hetzelfde proces dat nu wordt voorgesteld voor de Rode Planeet (Credit: Hans Paerl, University of North Carolina in Chapel Hill)
De raadselachtige afzettingen van Meridiani Planum op Mars - ontdekt door NASA's Opportunity-rover - kunnen overblijfselen zijn van een enorm oud ijsveld, volgens een nieuwe studie online in Nature Geoscience.
Paul Niles van NASA's Johnson Space Center en Joseph Michalski, van Université Paris-Sud, analyseerden de chemie, sedimentologie en geologie van de Meridiani Planum-afzettingen met behulp van gegevens van Opportunity. Ze suggereren dat sulfaatvorming en chemische verwering plaatsvonden in een ijslaag die zo massief is als de huidige poolkappen op Mars. Toen het ijs eenmaal in een warmer klimaat was gesublimeerd, behielden de resterende sedimenten hun chemische signatuur, suggereren de auteurs.
De nieuwe theorie omzeilt een zwakte in de vorige overtuiging, dat de afzettingen zijn gevormd in een nat, ondiep bekken - omdat er nog geen bewijs is gevonden voor een dergelijk bekken. Maar het komt met zijn eigen bagage: er is ook niet veel bewijs van enorm ijs in de regio.
De Meridiani vertegenwoordigen een van de vlakste gebieden op het oppervlak van Mars, met lange, glooiende gladde vlaktes, lineaire duinen en richels. Op basis van het aantal kraters hebben wetenschappers gespeculeerd dat het zich vroeg in het Hesperiaanse tijdperk, ongeveer 3,8 miljard jaar geleden, heeft gevormd.
De intrigerende plek - precies op het dradenkruis van nul graden lengte en nul graden breedtegraad - werd aanvankelijk opgemerkt door de Mars Thermal Emission Spectrometer aan boord van NASA's Mars Global Surveyor (1996-2006). Vervolgens werd het in 2004 gekozen als landingsplaats voor NASA's rover Opportunity.
"Direct na de landing, toen we de camera's voor het eerst aanzetten en uitkeken op de vlakten, werd het duidelijk dat het een ander soort plek op Mars was dan we ooit waren geweest," zei Michalski.
Sindsdien is de plaats het onderwerp geweest van tal van scheikundige studies die een handvol concurrerende theorieën hebben gegenereerd over hoe de vreemde sulfaatafzettingen zich zouden kunnen hebben gevormd. Volgens de heersende theorie van wetenschappers van het Mars Exploration Rovers-team was het Meridiani Planum ooit een ondiep verdampingsbassin dat periodiek nat was, waar wind het vocht wegdreef en de afzettingen achterliet. Andere wetenschappers hebben een catastrofale gebeurtenis voorgesteld, zoals een vulkaan of een grote impact, misschien met vulkanische aerosolen die gelaagde rotsen aan het oppervlak veranderen.
Maar Michalski en Niles zeggen dat de afzettingen gevormd zijn toen het gebied bedekt was met dik ijs. Stof die in het ijs vastzit, zou in de aanwezigheid van zonlicht zijn opgewarmd, waardoor er in de buurt een klein beetje smelt zou zijn. En omdat het ijs ook vulkanische aërosolen bevatte, zou het gevormde water zeer zuur zijn geweest en met het stof hebben gereageerd, waardoor de verbijsterende producten in holtes in het ijs zouden ontstaan die de afzettingen werden toen het ijs sublimeerde. Hetzelfde proces vindt in beperkte mate plaats in de poolgebieden van de aarde, zei Michalski. Het Meridiani Planum ligt vlakbij de evenaar, waar vandaag grote ijsvelden ontbreken. De auteurs stellen voor dat het ijs zich in de oudheid had kunnen vormen, wanneer de polen op een andere plaats stonden of wanneer de rotatieas van Mars een andere hoek had.
Michalski zei dat de nieuwe theorie veel van de knelpunten bij de oudere omzeilt.
"Er hoeft geen bekken aanwezig te zijn; het heeft geen grondwater nodig '', zei hij. 'We houden van veel aspecten van de hypothese van het MER-team. Een van de grote problemen is dat je in die situatie veel zuur water moet hebben. ”
Brian Hynek, een atmosferisch en ruimtefysicus aan de Universiteit van Colorado in Boulder, had in het verleden een vulkanische oorsprong voorgesteld voor de afzettingen, maar hij zei dat er ook sterke punten zijn in de nieuwe theorie. Om te beginnen, zei hij, zou de ijszakhypothese kunnen verklaren waarom zouten met variërende oplosbaarheid in water zo dicht naast elkaar bestaan in de Meridiani Planum-afzettingen.
"Het volume van de Meridiani-afzettingen is vergelijkbaar met de hoeveelheid sediment in de gelaagde ijsrijke afzettingen aan de zuidpool van Mars", voegde hij eraan toe. "En sublimatie van een voldoende grote stoffige ijsafzetting zou een overtuigende bron zijn voor al het sediment, dat andere modellen niet hebben geleverd."
Maar hij zei dat er ook tekortkomingen zijn in de nieuwe theorie: geen enkel model heeft bijvoorbeeld de noodzakelijk enorme ijsafzettingen op de evenaar van Mars toegestaan, en het is merkwaardig hoe het stof en de aerosolen "zich zouden kunnen verzamelen tot consistente deeltjes van zandformaat" in de onderzocht gesteente.
Hynek zei over alle theorieën die de vreemde afzettingen in het Meridiani Planum zouden kunnen verklaren, maar er is er nog geen één als een duidelijke winnaar naar voren gekomen: 'Ze hebben allemaal hun sterke punten en ze hebben allemaal aanzienlijke zwakke punten. Ik denk niet dat we dit mysterie al hebben opgelost. "
Michalski is minder voorzichtig met de implicaties van het nieuwe werk.
"We kunnen dit proces voorstellen voor de Meridiani-stortingen omdat er veel gegevens zijn", zei hij. "We denken dat het waarschijnlijk is dat de andere sulfaatafzettingen op Mars door hetzelfde mechanisme kunnen zijn gevormd."
Bronnen: Joseph Michalski en Brian Hynek
