In 2019 ontdekte NASA’s Marsrover Curiosity methaan op Mars. Maar hoe het daar komt en waarom het zich zo vreemd gedraagt, was onduidelijk. Daar is nu meer over bekend.
Op Aarde wordt vrijwel al het methaan geproduceerd door levende wezens, koeien bijvoorbeeld. Maar op Mars is er voor zo ver bekend weinig levends aangetroffen, laat staan dat het ook nog methaan kan produceren. Het was dus nogal verrassend dat er toch methaan is gevonden bij de Gale-krater op de rode planeet, waar de Curiosity meer dan tien jaar geleden voet aan de grond zette. De NASA-onderzoekers namen aan dat er bepaalde mechanismen moesten zijn met water en rotsen diep onder de grond waardoor methaan vrij kon komen.
Maar dat is niet het hele verhaal. De Marsrover heeft namelijk ontdekt dat het methaan zich op een vreemde manier gedraagt. Het verschijnt ’s nachts en verdwijnt overdag. Het fluctueert ook per seizoen en piekt soms tot niveaus die 40 keer hoger liggen dan normaal. Bovendien stapelt het methaan zich niet op in de atmosfeer, zoals op Aarde.
De oplossing
Wetenschappers zijn druk bezig om een verklaring te vinden voor het bijzondere gedrag van het gas plus waarom het alleen voorkomt in de Gale-krater. Onlangs kwamen ze met een interessant idee. Mogelijk zit het methaan vast onder hard geworden zout dat ontstaat in het regoliet van Mars. Dit is de ondergrond, die bestaat uit losse stenen, stof en ander gruis. Als de temperatuur oploopt in de warmere seizoenen of op bepaalde momenten op de dag, wordt het zout zachter en kan er methaan doorheen sijpelen.
Ook komt het gas mogelijk vrij door scheuren in de bodem, die onder druk van bijvoorbeeld een Marsrover ontstaan. Dat zou ook verklaren waarom er enkel gas is gedetecteerd bij de Gale-krater. Het is een van de twee plekken op Mars waar een robot in het oppervlak drilt. Dat gebeurt ook bij de Jezero-krater, maar die rover heeft geen instrument aan boord om methaan te detecteren.
Een oud experiment
De theorie komt voort uit een experiment uit 2017 waarbij wetenschappers micro-organismen lieten groeien in een gesimuleerde Martiaanse permafrost waar zout aan was toegevoegd, zoals ook het geval is op Mars zelf. Toen is getest of bepaalde bacteriën die op Aarde in zout water leven ook op Mars zouden kunnen bestaan. De uitkomst bleef onduidelijk, maar de onderzoekers ontdekten wel iets anders: de toplaag vormde een zoutkorst, aangezien zout ijs sublimeert, oftewel verandert van vast naar gasvormig, waarbij zout achterblijft.
“Op dat moment dachten we er niet veel van”, zegt Alexander Pavlov van NASA, maar toen de Marsrover in 2019 een methaanuitbarsting detecteerde, die niemand kon verklaren, moest hij er weer aan denken. Daarop begon hij met zijn team de condities te testen die harde zoutkorsten konden vormen en laten barsten. Ze voegden aan de permafrost variërende hoeveelheden perchloraat toe, een zout dat veel voorkomt op Mars.
Verschillende zoutconcentraties
Tegenwoordig is er geen permafrost meer in de Gale-krater, maar de zoutkorst kan lang geleden al zijn ontstaan toen het er kouder en ijziger was. De wetenschappers stelden vervolgens de samples bloot aan verschillende temperaturen en luchtdruk om te kijken wat er gebeurde. Periodiek injecteerden de wetenschappers neon, een methaan-analoog, onder de korst en maten ze de gasdruk erboven en eronder. Hogere druk onder de sample impliceerde dat het gas gevangen zat. En wat de onderzoekers verwacht hadden, gebeurde ook: in Mars-achtige omstandigheden ontstond er binnen drie tot dertien dagen een zoutkorst, maar alleen in de monsters met 5 tot 10 procent perchloraat.
Dat is een veel hogere zoutconcentratie dan de Curiosity gemeten heeft in de Gale-krater. Maar de grond daar is rijk aan een ander soort zoutmineralen, sulfaten genoemd. De onderzoekers willen dan ook nu gaan testen of sulfaat ook dergelijke zoutkorsten kan vormen.
Wachten op de toekomst
Maar naast deze theoretische exercities is er ook veldonderzoek nodig. De Curiosity zoekt echter maar twee keer per jaar specifiek naar methaan, omdat hij de rest van de tijd bezig is met drillen in het oppervlak van Mars om de chemische samenstelling te analyseren. “Methaanexperimenten zijn erg intensief dus we moeten goed nadenken over wanneer we ze willen doen”, reageert een onderzoeker.
Ook is de technologie nog niet ver genoeg ontwikkeld. Om bijvoorbeeld te testen hoe vaak de methaanniveaus pieken moet er een nieuwe generatie instrumenten komen, die continu methaan kan meten op meerdere locaties op Mars. “Een deel van het methaanwerk is voor toekomstige ruimtevaartuigen die meer gericht zijn op het beantwoorden van deze specifieke vragen”, klinkt het.
