Volgens een nieuw onderzoek landde Insight bovenop een nog actieve mantelpluim!

De aarde is een dynamische planeet. Het heeft tektonische platen die over elkaar heen schuiven die niet alleen de geografische ligging van continenten, oceanen en gebergten verklaren, maar ook de plek waar aardbevingen en vulkanisme voorkomen. Mars zou dergelijke processen niet kennen, waardoor onze naaste buur door velen als een ‘dode’ planeet werd beschouwd: een plek waar de afgelopen drie miljard jaar weinig spannends is gebeurd. Een nieuwe studie daagt deze heersende opvatting nu uit. “Onze studie heeft bewijs gevonden voor de aanwezigheid van een gigantische actieve mantelpluim op het huidige Mars,” aldus onderzoeker Adrien Broquet.

Wat is een mantelpluim?
Mantelpluimen hebben wel wat weg van de opstijgende klodders hete was in lavalampen. Het zijn grote klodders warm en drijvend gesteente die diep uit het binnenste van een planeet opstijgen, zich door de tussenlaag – de mantel – wurmen en zo de aardkorst bereiken. Hierdoor ontstaan er vervolgens aardbevingen, breuken en vulkaanuitbarstingen. Een goed voorbeeld is de eilandketen van Hawaï. Deze eilanden zijn gevormd toen de Pacifische plaat langzaam over een mantelpluim dreef.

Orbitale waarnemingen onthullen de aanwezigheid van een enorme mantelpluim van wel 4000 kilometer breed. Deze duwt het oppervlak van Mars omhoog en veroorzaakt zo vulkaanuitbarstingen en aardbevingen. De ontdekking suggereert dat er onder het bedrieglijk stille oppervlak van de rode planeet een meer tumultueus binnenste schuilgaat dan eerder werd gedacht.

Elysium Planitia
De onderzoekers komen tot deze conclusie nadat ze op een verrassende hoeveelheid activiteit in het verder onopvallend gebied Elysium Planitia waren gestuit. En misschien komt je die naam wel bekend voor. Elysium Planitia was namelijk de landingsplek van Marslander InSight. Lang werd gedacht dat de lander op een supersaai stukje Mars was geland. Elysium Planitia is platter dan plat en heeft eigenlijk geen enkel opvallend kenmerk. Om met de woorden van NASA te spreken: als Elysium Planitia een salade was, dan was het een salade zonder dressing. En als het een ijsje was geweest, was het een simpel vanille-ijsje.

Toch niet zo saai
Maar nu blijkt Elysium Planitia een stuk minder saai dan gedacht. Onlangs ontdekte het Insight-team al dat bijna alle Marsbevingen afkomstig zijn uit deze ene regio. Daarnaast vonden wetenschappers bewijs dat Mars mogelijk nog in de afgelopen 50.000 jaar vulkanisch actief is geweest. “Ongeveer 53.000 jaar geleden vond er mogelijk een kleine explosie van vulkanische as plaats,” vertelt onderzoeker Andrews-Hanna. “Dat is in geologische termen gisteren.”

Mantelpluim
Terug naar de mantelpluim. Want waarom de onderzoekers nu denken dat Insight bovenop een nog actieve mantelpluim is geland? Op aarde worden vulkanisme en aardbevingen vaak geassocieerd met mantelpluimen of platentektoniek. “We weten dat Mars geen platentektoniek kent,” zegt Broquet. “En dus kan de activiteit die we in Elysium Planitia zien het resultaat zijn van een mantelpluim.” Toen het team de kenmerken van Elysium Planitia verder bestudeerde, ontdekten ze dat het oppervlak meer dan een kilometer is opgetild, waardoor het een van de hoogste regio’s in de uitgestrekte noordelijke laaglanden van Mars is. Analyses van subtiele variaties in het zwaartekrachtveld gaven aan dat de oorzaak van deze opwaartse beweging diep in het binnenste van de planeet ligt, consistent met de aanwezigheid van een mantelpluim. “In termen van wat je verwacht te zien bij een mantelpluim, vinkt Elysium Planitia alle juiste vakjes aan,” aldus Broquet.

Artistieke impressie van een actieve mantelpluim – een grote klodder warm en drijvend gesteente – die diep uit het binnenste van Mars oprijst en Elysium Planitia omhoog duwt, een vlakte in de noordelijke laaglanden van de planeet. Afbeelding: Adrien Broquet & Audrey Lasbordes

Hoewel NASA zijn uiterste best had gedaan om Insight op een saai stukje te laten landen, blijkt dat nu toch mislukt. “Eerder dachten we dat InSight landde in een van de meest geologisch saaie regio’s op Mars – een mooi plat oppervlak dat ongeveer representatief zou moeten zijn voor de laaglanden van de planeet,” zegt Broquet. “In plaats daarvan toont ons onderzoek aan dat InSight precies op een actieve mantelpluim is geland.” De aanwezigheid van een actieve pluim zal de interpretaties van de seismische gegevens die door InSight zijn vastgelegd beïnvloeden. Er moet nu namelijk rekening worden gehouden met het feit dat dit gebied verre van normaal is voor Mars.

Paradigmaverschuiving
De vondst van een mogelijk gigantische mantelpluim onthult dat Mars veel actiever is dan eerder werd vermoed. “Dit is echt een paradigmaverschuiving voor ons begrip van de geologische evolutie van de planeet,” benadrukt Broquet. “Het is vergelijkbaar met wanneer analyses van seismische metingen tijdens het Apollo-tijdperk aantoonden dat de kern van de maan gesmolten was.”

Leven
Daarnaast hebben de bevindingen ook implicaties voor de zoektocht naar buitenaards leven. Bekend is namelijk dat de bestudeerde regio in zijn recente geologische verleden te maken heeft gehad met mysterieuze overstromingen van vloeibaar water. De onderzoekers denken nu dat hitte afkomstig van de mantelpluim het ijs ter plaatse heeft doen smelten, waardoor er overstromingen ontstonden. Dit veroorzaakte daarnaast bepaalde chemische reacties waar mogelijk bepaalde organismen diep onder de grond op gedijen. “Microben op aarde leven in dergelijke omgevingen,” vertelt Andrews-Hanna. “En dus zou dit ook het geval kunnen zijn op Mars.”

De ontdekking van de mogelijke mantelpluim reikt dan ook verder dat het verklaren van raadselachtige seismische activiteit en heropleving van vulkanische activiteit. Het roept belangrijke vragen op over hoe de planeet in de loop van de tijd is geëvolueerd. “We zijn ervan overtuigd dat de toekomst meer verrassingen in petto heeft,” besluit Andrews-Hanna.