Meer dan vijftien jaar geleden ontdekten onderzoekers nabij de evenaar van Mars omvangrijke, ondergrondse afzettingen van mysterieuze aard. Het kon stof zijn, vulkanisch as of misschien sedimenten? Het bleef gissen. Tot nu.
Want nieuwe waarnemingen met behulp van Marsorbiter Mars Express hinten er heel sterk op dat de mysterieuze laag onder het oppervlak van Mars niet uit stof, as of sedimenten is opgebouwd, maar uit waterijs! Als de onderzoekers het bij het juiste eind hebben, zou het om een enorme hoeveelheid waterijs gaan: genoeg om – als je het zou smelten – de gehele planeet Mars met een 1,5 tot 2,7 meter dikke laag water te bedekken!
Eerder onderzoek
Deze enorme hoeveelheid waterijs zou opgesloten zitten onder het Marsoppervlak nabij de evenaar (zie kader hieronder). Terugkijkend kwamen onderzoekers deze eigenlijk meer dan vijftien jaar geleden al op het spoor toen ze hier – eveneens met behulp van Mars Express – op omvangrijke ondergrondse afzettingen stuitten. Onduidelijk bleef echter waar die afzettingen precies uit bestonden.
De afzettingen bevinden zich zoals gezegd nabij de evenaar van Mars. En wel in een gebied dat beter bekend staat als de Medusae Fossae Formatie. Deze 5000 kilometer lange geologische formatie strekt zich uit langs de Martiaanse evenaar en bevindt zich precies tussen de zuidelijke hooglanden en noordelijke laaglanden én tussen twee vulkanische gebieden in. Aangenomen wordt dat de formatie een vulkanische oorsprong kent en onder meer is opgebouwd uit as dat door nabije vulkanen – waaronder de grootste vulkaan uit ons zonnestelsel: Olympus Mons – is weggeslingerd. En vervolgens – of via de lucht of als onderdeel van een pyroclastische stroom (een mengsel van warm gas, as en brokstukken dat razendsnel langs de flanken van een vulkaan kan afdalen) – in het gebied nabij de evenaar is terechtgekomen. Waarnemingen hebben uitgewezen dat de formatie enorm gevoelig is voor winderosie en onderzoekers vermoeden zelfs dat het gebied één van de grootste stofproducenten van de stoffige, rode planeet is.
Eerdere observaties van Mars Express onthulden dat de afzettingen in de Medusae Fossae Formatie een beperkte dichtheid hadden, wat er al voorzichtig op hintte dat het om ijs kon gaan. Maar onderzoekers konden op basis van die observaties nog niet uitsluiten dat de afzettingen uit stof, vulkanisch as of sedimenten waren opgebouwd. Genoeg reden voor wetenschappers om er – jaren later – nog eens naar te kijken. En dat levert een aantal opmerkelijke ontdekkingen op. Zo blijken de afzettingen allereerst veel dikker dan gedacht. “Tot wel 3,7 kilometer,” vertelt onderzoeker Thomas Watters. Maar het wordt nog beter. “Opwindend genoeg komen de radarsignalen overeen met wat we zouden verwachten te zien als het om gelaagd ijs zou gaan. De radarsignalen zijn ook vergelijkbaar met de signalen die we zien als we naar de Martiaanse polen kijken, waarvan we weten dat ze ijsrijk zijn.”
Niet compact
Ook denken de onderzoekers nu uit te kunnen sluiten dat de afzettingen uit stof, as of sedimenten bestaan. En wel omdat de afzettingen veel dieper zijn dan gedacht. “Als het simpelweg een enorme hoop stof zou zijn, zouden we verwachten dat deze onder zijn eigen gewicht samengeperst zou worden,” aldus onderzoeker Andrea Cicchetti. “En dat zou iets creëren wat een veel grotere dichtheid heeft dan wat we in werkelijkheid zien. En als we modelleren hoe verschillende ijsvrije materialen zich (in zo’n situatie, red.) zouden gedragen, is er eigenlijk geen enkel materiaal dat de eigenschappen die we daadwerkelijk zien, kan reproduceren – we hebben ijs nodig.”
Implicaties
En zo zijn de onderzoekers er op basis van de nieuwe radardata tamelijk van overtuigd dat ook nabij de evenaar van Mars enorme hoeveelheden waterijs verstopt zitten. Dat is om meerdere redenen interessant. Zo kan deze voorraad waterijs onmogelijk in het huidige – droge – Marsklimaat zijn ontstaan. Het betekent dat deze stamt uit een ander tijdperk. Het roept veel vragen op, zo stelt onderzoeker Colin Wilson. “Hoe lang geleden zijn deze ijsafzettingen ontstaan en hoe zag Mars er toen uit? Als bevestigd kan worden dat het om waterijs gaat, kunnen deze enorme afzettingen ons begrip van de klimaatgeschiedenis van Mars veranderen. Elk reservoir gevuld met ‘oud’ water is bovendien een fascinerend doelwit voor nadere verkenning door mensen of robots.”
Bemande missies
Daarnaast kan de enorme hoeveelheid water interessant zijn voor onze plannen om Mars in de toekomst te bezoeken. Toekomstige bemande missies naar de rode planeet zullen waarschijnlijk koers zetten naar de evenaar; ver weg van de rijkelijk met ijs bedekte polen en op hogere breedtes gelegen gletsjers. Maar voor die bemande missies is het wel heel prettig als er nabij de landingsplaats water te vinden is. Dus de voorzichtige ontdekking van de tot op heden grootste waterafzetting nabij de evenaar is wat dat betreft hoopvol nieuws. “Helaas worden deze afzettingen wel bedekt door honderden meters stof, waardoor ze in ieder geval de komende decennia ontoegankelijk zijn,” merkt Wilson op. “Maar elk beetje ijs dat we vinden, helpt ons wel om een beter beeld te krijgen van waar op Mars eerder water gestroomd heeft en waar het vandaag de dag te vinden is.”
Wat dat betreft wordt er ook verwachtingsvol gekeken naar een andere Marsorbiter, genaamd TGO, een afkorting voor Trace Gas Orbiter. Want waar Mars Express waterijs tot op een diepte van enkele kilometers kan detecteren, richt TGO zich specifiek op de zoektocht naar waterijs dat tot een meter diep ligt. Eerder ontdekte de orbiter in het eveneens langs de evenaar gelegen kloofsysteem Valles Marineris al een waterstofrijk gebied ter grootte van Nederland. En op dit moment poogt de orbiter alle oppervlakkig gelegen watervoorraden op de rode planeet in kaart te brengen. “Samen onthullen onze Marsverkenners (TGO en Mars Express, red.) meer en meer over onze planetaire buur,” concludeert Colin.
