Dit zou ons kunnen vertellen wanneer Mars meren en rivieren herbergde én wanneer de rode planeet veranderde van een waterrijke wereld in de droge en dorre plek van vandaag de dag.

Miljarden jaren geleden was de rode planeet een stuk blauwer. Wetenschappers vermoeden dat Mars in een ver verleden warm en vochtig was en dat water rijkelijk over het oppervlak stroomde. Wanneer dat was? Dat weten we helaas niet. Al lijkt het erop dat het niet lang meer duurt voordat daar meer duidelijkheid in komt. Marsrover Perseverance heeft namelijk veelbelovende Marsmonsters verzameld, die weleens meer inzicht kunnen verschaffen in de geschiedenis, evolutie en het veranderde klimaat van de planeet. En dat zou ook kunnen onthullen wanneer Mars precies is uitgedroogd.

Water op Mars
Bekend is dat Mars ooit een waterige wereld was. Zo zijn er duidelijk tekenen te zien die er op wijzen dat er ooit grote hoeveelheden water over de planeet vloeide. Valleien, bekkens en vertakkingen zijn hier voorbeelden van. Ook trof marsrover Curiosity bewijs voor langlevende meren aan, waar de rover organische verbindingen opgroef; ofwel, bouwstenen voor leven. De combinatie van vloeibaar water en organische verbindingen dwingt wetenschappers om op Mars te blijven zoeken naar tekenen van – voormalig – leven.

Marsrover Perseverance landde op 18 februari 2021 in de Jezero-krater op Mars, waar de rover jaagt op sporen van (voormalig) leven. Dat Perseverance hier zoekt, is niet voor niets. Wetenschappers vermoeden namelijk dat het miljarden jaren geleden een met water gevuld kratermeer was.

Jezero-krater
De Jezero-krater is ondertussen allang uitgedroogd, waardoor de rover zich nu een weg baant over de rode, gescheurde bodem. Onderzoek in deze krater zou ons echter meer kunnen vertellen over wanneer water over het Marsoppervlak stroomde. “Eén van de belangrijkste missie-doelstellingen is achterhalen wanneer deze delta precies is ontstaan,” zegt onderzoeker David Shuster. “Dit zal namelijk openbaren wanneer hier een meer aanwezig was en wanneer de omgevingsomstandigheden goed genoeg waren voor leven om te gedijen.”

Monsters
Perseverance neemt dan ook op verschillende plekken in de Jezero-krater monsters, in de hoop dat deze meer zullen onthullen over het verleden van Mars. Ondanks dat het nog even duurt voordat deze monsters op aarde arriveren, zijn wetenschappers enthousiast over wat ze nu al over deze monsters hebben ontdekt. “De grootste verrassing is dat de Marsgesteenten die tot nu toe op vier verschillende locaties op de bodem van de Jezero-krater zijn verzameld, stollingsgesteenten zijn,” legt Shuster uit. “Het werd gevormd tijdens het afkoelen van gesmolten magma.” En dat is veelbelovend. “Dergelijke rotsen maken het mogelijk om het gesteente met zeer hoge precisie te dateren,” onderstreept Shuster.

Water
Daarnaast lijken de monsters aangetast te zijn door water. Een deel lijkt mineralen te bevatten die mogelijk zijn gecondenseerd uit zout pekel, terwijl ander gesteente gereageerd lijkt te hebben met koolzuurhoudendwater, zo blijkt uit chemische analyses aan boord van Perseverance. Het exacte moment waarop deze verschillende lagen zijn gevormd, kunnen alleen worden onthuld met behulp van laboratoriumanalyses op aarde. De geochemische analyse instrumenten die nodig zijn voor datering zijn helaas te groot voor de marsrover om te dragen.

Belangrijk
Kortom, het lijkt erop dat onderzoekers voor het eerst Marsgesteenten hebben verzameld waarvan we ook kunnen vaststellen hoe oud ze zijn. En dat is heel belangrijk. “Het kan ons vertellen wanneer de Jezero-krater een meer herbergde,” verklaart onderzoeker Kenneth Farley. “Bovendien zullen we dan in staat zijn enkele belangrijke vragen te beantwoorden, waaronder wanneer de planeet precies meren en rivieren kende én wanneer het klimaat op Mars veranderde in de zeer koude en droge omstandigheden van vandaag de dag.”

Stollingsgesteente
Dat de onderzoekers in de Jezero-krater op stollingsgesteente zijn gestuit, is overigens best verrassend. Vóór de missie van Perseverance hadden geologen namelijk verwacht dat de bodem van de krater gevuld zou zijn met sediment of lava. “We hebben de eerste negen maanden, terwijl we over de kraterbodem rondreden, felle debatten gehouden,” herinnert Shuster zich. “Keken we nou naar sedimenten die in een meer zijn afgezet, of betrof het stollingsgesteente? We weten nu dat het stollingsgesteente is.” Volgens Shuster zijn er enkele scenario’s mogelijk die de stollingsgesteenten op de kraterbodem verklaren. “Of het gesteente koelde ondergronds af en kwam op de één of andere manier van onderaf omhoog, of er bestond een soort magmameer dat de krater vulde en geleidelijk aan afkoelde,” aldus de onderzoeker.

Mars Sample Return-missie
Marsrover Perseverance houdt het nog niet voor gezien. De bedoeling is dat de rover in totaal zo’n 30 monsters verzamelt. Deze zullen vervolgens tijdens de toekomstige Mars Sample Return-missie naar de aarde worden gebracht. Dat gaat overigens nog wel even duren. Deze missie zal waarschijnlijk pas tegen 2028 worden gelanceerd. Vervolgens zullen de monsters tegen 2033 op aarde worden afgeleverd. Maar wetenschappers kunnen niet wachten. “Er zijn verschillende geochemische waarnemingen die we kunnen doen,” zegt Shuster. “Dit geeft ons allerlei informatie over de stollingsrijke omgeving. Bovendien kunnen we achterhalen wanneer het gesteente precies kristalliseerde.” De monsters zullen met behulp van radiometrische technieken worden gedateerd – dezelfde technieken die ook op aarde worden gebruikt om hele oude rotsen te dateren.

“Door deze oude rotsen te dateren, kunnen we de geschiedenis verder ontrafelen,” zegt onderzoeker David Flannery. En dat is interessant. Dit zou namelijk kunnen onthullen waarom Mars – die mogelijk net als aarde een bewoonbare wereld was – veranderde in de barre wereld van vandaag de dag. “Mars is een voorbeeld van hoe dingen ook kunnen uitpakken,” gaat Flannery verder. “Het is er geologisch uitgestorven, het heeft geen platentektoniek meer en klimaatverandering heeft geleid tot de koude en droge omstandigheden die we er tegenwoordig zien. Door Mars te bestuderen kunnen we de aarde beter in context plaatsen en gaan we misschien ook wel beter begrijpen waarom onze planeet zo speciaal is.”