Tegenwoordig kunnen we ons nauwelijks voorstellen dat er op Mars ooit rivieren stroomden. Maar de dorre, rode planeet zag er lang geleden heel anders uit. Astronomen hebben nu in kaart gebracht hoe lang het duurde voor dit water de Martiaanse valleien kon vormen.
“Mars is nu één grote woestijn, maar zijn oppervlak zit vol met bewijs dat er vroeger stromend water was. Er zijn bijvoorbeeld een soort rivierbeddingen zichtbaar. Hoe lang het duurde voor deze valleien zijn gevormd, zegt iets over de leefbaarheid op het vroege Mars, aangezien lange periodes van stabiel vloeibaar water meer bevorderlijk zijn voor leven”, zegt onderzoeker Alexander Morgan van het Planetary Science Institute in Tucson, Arizona.
De kraters als bewijs
De valleien op Mars zijn meer dan 3 miljard jaar geleden ontstaan en vormen al lange tijd zo ongeveer het sterkste bewijs dat er ooit vloeibaar water was op de rode planeet. Eerdere studies toonden al aan dat er minstens tienduizenden jaren aan erosie nodig was voor er sprake was van zoiets als valleien, maar het aantal keer dat er water doorheen stroomde en dus de totale periode waarin de rivierbeddingen zich konden vormen, is nooit vastgesteld.
Om daar achter te komen keek Morgan naar de kraters op de rode planeet. “Ik gebruikte kraters die voor en na de valleisystemen zijn ontstaan om grenzen te kunnen stellen aan de periode waarin deze systemen zijn gevormd, dus deze nieuwe resultaten leveren een bovengrens van de tijdschaal op, waarin de Martiaanse valleien actief waren”, legt de wetenschapper uit. Hij komt tot een periode van honderden miljoenen jaren. “Uitgaande van wat we weten over de erosie op het vroege Mars, wijzen langere tijdschalen erop dat de condities die rivieren mogelijk maken alleen met grote tussenpozen bestonden, waarbij lange droge periodes werden afgewisseld met korte episodes van stromend water.”
Twee kampen
Wetenschappers die het vroege Mars bestuderen zijn het overigens niet allemaal met elkaar eens. Er zijn twee kampen: de ene groep gaat ervan uit dat het er toen warm en nat was met een oceaan. Anderen denken dat het er koud en ijzig was met grote ijskappen. “In de afgelopen tien jaar zijn we er achter gekomen dat deze beschrijvingen veel te algemeen zijn. Het is niet echt logisch om te proberen om honderden miljoenen jaren aan klimaatgeschiedenis samen te vatten in twee woorden”, aldus Morgan.
Zoals er op de vroege Aarde ook ijstijden werden afgewisseld met warmere periodes, was ook op Mars het klimaat niet altijd hetzelfde. “Net als op onze planeet was Mars vroeger complex en varieerden de omstandigheden waardoor oppervlaktewater kon ontstaan. De Aarde heeft in zijn geschiedenis enorme klimaatveranderingen doorgemaakt. Twintigduizend jaar geleden nog lag wat nu Chicago is onder een halve kilometer ijs. Zo kwamen en gingen waarschijnlijk ook de omstandigheden die nodig waren voor stromend water op Mars”, legt de planeetwetenschapper uit.
Beetje warmte nodig
De resultaten wijzen uit dat de rivieren op Mars maar heel langzaam erodeerden, vergelijkbaar met delen van de Atacama-woestijn in Chili. Een verklaring daarvoor is dat de erosie mogelijk werd tegengehouden door grote stenen in de rivierbedding, die niet verder afgebroken konden worden. Een andere verklaring is dat de rivieren erg onregelmatig stroomden, misschien maar 0,001 procent van de tijd. De rivieren op Mars zouden dan een groot deel van de tijd kurkdroog zijn geweest, maar actiever worden tijdens vulkanische activiteit of als de planeet dichterbij de zon stond, waardoor het er warmer werd. Dit soort lange termijnveranderingen kennen we ook op Aarde. Hier worden ze Milankovitch-cycli genoemd. Ze zijn bijvoorbeeld verantwoordelijk voor de laatste ijstijden op onze planeet.
“Op de korte termijn wordt de stroming van rivieren bepaald door neerslag of sneeuw die smelt. Maar over langere periodes worden ook de rivieren op Aarde beïnvloed door klimaatverandering”, legt de wetenschapper uit. “20.000 jaar geleden bijvoorbeeld waren er grote meren en rivieren in wat nu Nevada is. Martiaanse rivieren zouden op dezelfde manier hebben bestaan met variaties op de korte termijn door stormen of neerslag en op de lange termijn door veranderingen in de rotatie van de planeet en wijzigingen in zijn baan rond de zon.”
Milankovitch-cycli zijn periodieke veranderingen van het klimaat doordat de baan van de Aarde en de positie ten opzichte van de zon ieder jaar een klein beetje verandert. Daardoor komt er meer of minder zonlicht op de Aarde, wat invloed heeft op de temperatuur.
