Een nieuwe studie toont aan dat Mars heel goed vulkanisch actief kan zijn. Het bewijs ligt eerder in het water.
Vroeger was Mars een veel warmere en nattere plek. Nu is Mars nog steeds de thuisbasis van veel water, meestal als damp en ijs. Maar in augustus 2018 toonde een in Science gepubliceerde studie een 20 km breed meer met vloeibaar water onder vast ijs aan de zuidpool van Mars. De auteurs van die studie suggereerden dat het water waarschijnlijk in vloeibare toestand werd gehouden door de druk van bovenaf en door het gehalte aan opgelost zout.
Maar dit nieuwe onderzoek toont aan dat druk en zout niet hadden kunnen voorkomen dat water bevriest. Alleen vulkanische activiteit had het warm genoeg kunnen houden. In het bijzonder is een magmakamer die de afgelopen paar honderd jaar is gevormd de enige manier om te voorkomen dat dat water bevriest.
"... we zijn erg benieuwd hoe de community erop reageert."
Michael Sori, Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, co-lead auteur.
De studie van 2018 was gericht op een gebied op de zuidpool van Mars, de Planum Australe, of de zuidelijke poolvlakte. Radardata van de ESA's Mars Express-orbiter. Het toonde een 20 km breed meer met vloeibaar water bij wat ze de zuidpool gelaagde afzettingen (SPLD's) noemen. Maar die studie presenteerde zojuist de ondergrondse radargegevens van het vloeibare water en suggereerde dat druk en zout het meer ervan weerhielden om te bevriezen. De auteurs hebben de omstandigheden die nodig zijn om dat vloeibare water vast te houden niet gekwantificeerd.
De nieuwe studie, gepubliceerd in het AGU-tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven,giet water op het idee van zout en druk. De auteurs gaan verder en stellen dat er zonder magmakamer onder de zuidpool waarschijnlijk helemaal geen water is.
"Er kan daar water zijn, maar je moet het uitleggen, en deze jongens hebben heel goed gezegd wat nodig is en dat zout niet voldoende is."
Jack Holt, professor, maan- en planetair laboratorium aan de Universiteit van Arizona.
"Verschillende mensen kunnen hiermee verschillende wegen inslaan, en we zijn erg benieuwd hoe de gemeenschap erop reageert", zegt Michael Sori, universitair stafwetenschapper bij het Lunar and Planetary Laboratory van de Universiteit van Arizona en een co-lead auteur van het nieuwe artikel.
Het debat over water op Mars is al lang aan de gang. We hebben de aanwezigheid van water bevestigd, maar nu gaat het debat over hoeveel, waar en in welke vorm. En het gaat er niet alleen om of we het water op de een of andere manier kunnen gebruiken voor missies naar Mars. Het gaat er meer om te begrijpen hoe planeten zich vormen en evolueren. Het gaat ook over hoe het leven op andere werelden zou kunnen overleven.
"We denken dat als er leven is, het waarschijnlijk in de ondergrond moet worden beschermd tegen straling."
Ali Bramson, Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, co-hoofdauteur.
"We denken dat als er enig leven is, het waarschijnlijk in de ondergrond moet worden beschermd tegen straling", zegt Ali Bramson, postdoctoraal onderzoeker bij het Lunar and Planetary Laboratory van de Universiteit van Arizona en co-lead auteur van het nieuwe papier. “Als er vandaag nog magmatische processen actief zijn, waren ze misschien in het recente verleden gebruikelijker en zouden ze een breder basaal smelten kunnen opleveren. Dit zou een gunstiger omgeving kunnen bieden voor vloeibaar water en dus misschien voor het leven. ”
Mars en aarde hebben allebei gigantische ijskappen. Op aarde is het normaal dat vloeibaar water onder ijskappen blijft staan. De aarde is vulkanisch actief en die warmte voorkomt dat het ondergrondse water bevriest. De krant uit 2018 trok een parallel tussen aardse ijskappen en Martiaanse ijskappen en het vloeibare water eronder, maar gaf geen antwoord op de vraag hoe het water daar terechtkwam.
“We dachten dat er veel ruimte was om erachter te komen of [het vloeibare water] echt is, wat voor soort omgeving zou je nodig hebben om het ijs te smelten, wat voor soort temperaturen zou je nodig hebben, wat voor soort geologisch proces zou je nodig hebben? Omdat het onder normale omstandigheden te koud zou moeten zijn, 'zei Sori.
Om te beginnen gingen Bramson, Sori en de andere auteurs van de nieuwe studie ervan uit dat de detectie van vloeibaar water onder de zuidpool correct was. Vervolgens bedachten ze welke parameters nodig waren om dat water te maken.
Ze modelleerden het noodzakelijke zoutgehalte en de noodzakelijke warmtestroom van de planeet om al dat water te creëren. Ze ontdekten dat zout alleen niet voldoende zou zijn. Ze stelden voor dat er extra warmte uit het binnenste van de planeet zou moeten komen, en de enige voor de hand liggende warmtebron zou een magmakamer zijn. (Overigens zouden de sonde voor warmtestroming en fysieke eigenschappen op de InSight-lander deze vraag moeten helpen beantwoorden.)
"... het is niet alleen een koude, soort dode plek ..."
Ali Bramson, Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, co-hoofdauteur.
Mars was in het verleden duidelijk vulkanisch. Olympus Mons, een schildvulkaan op Mars, is de grootste vulkaan in het zonnestelsel en maakt alles op aarde kleiner. Mars herbergt zelfs veel vulkanen. Er is ook Tharsis Montes, een groep van drie andere schildvulkanen in de buurt van Olympus Mons.
In het artikel stellen de auteurs dat magma uit het interieur van Mars ongeveer 300.000 jaar geleden naar de oppervlakte kwam. In plaats van door het oppervlak te breken en een nieuwe vulkaan te vormen, zat hij vast in een magmakamer onder de zuidpool. De magmakamer zou zijn afgekoeld en voldoende warmte afgeven om de onderkant van de poolijskap te smelten. Het zou er nog steeds zijn, langzaam warmte afgeven en voorkomen dat het ondergrondse meer bevriest.
300.000 jaar geleden is dat niet zo lang in geologische termen. De auteurs zeggen dat als er pas 300.000 jaar geleden vulkanische activiteit was, dit nog steeds kan gebeuren.
"Dit zou betekenen dat er nog steeds actieve magmakamervorming plaatsvindt in het interieur van Mars vandaag en dat het niet alleen een koude, soort dode plaats is, intern", zei Bramson.
Deze nieuwe paper legt zeker enkele beperkingen op aan de bevindingen in de paper van 2018. De auteurs nemen geen standpunt in over het al dan niet waar zijn van de bevindingen in de paper van 2018. Ze hebben alleen gekeken naar de fysieke parameters die nodig zijn om het water onder de poolijskap te hebben. Hierdoor draagt het bij aan het debat en zal het waarschijnlijk tot nader onderzoek leiden. Hopelijk zal de hittesonde van de InSight-lander ons helpen het hele probleem duidelijker te begrijpen.
"Ik denk dat het een geweldig idee was om dit type modellering en analyse uit te voeren, omdat je het water moet uitleggen, als het er is, en dus is het echt een cruciaal stukje van de puzzel", zei Jack Holt, een professor aan de Lunar and Planetary Laboratory van de University of Arizona, die niet betrokken was bij het nieuwe onderzoek. 'Het originele papier liet het gewoon hangen. Er kan daar water zijn, maar je moet het uitleggen, en deze jongens hebben heel goed gezegd wat nodig is en dat zout niet voldoende is. '
Bronnen:
- Onderzoeksartikel: Water op Mars, met een korreltje zout: lokale warmteafwijkingen zijn vereist voor het basaal smelten van ijs op de zuidpool vandaag
- Onderzoeksdocument: Radarbewijs van subglaciaal vloeibaar water op Mars
- Persbericht: studie suggereert vooruitzicht van recent ondergronds vulkanisme op Mars
