Eerste bewijs voor grote hoeveelheid grondwater op Mars

Er zijn al langer vermoedens dat er vroeger water en misschien zelfs leven op Mars was, vooral sinds ESA’s Mars Express vorig jaar een meer onder de Zuidpool van de planeet ontdekte. Het is nog steeds onduidelijk of er werkelijk sprake was van leven, maar Mars Express heeft nu het eerste geologische bewijs gevonden van het vroegere bestaan van grote waterophopingen op de Rode Planeet. Hoofdauteur van de studie is de Italiaan Fransesco Salese, die werkzaam is aan de Universiteit Utrecht.

De Mars-sonde, die op 2 juni 2003 werd gelanceerd, bereikte de planeet op 25 december van dat jaar en heeft nu een systeem van oude, onderling verbonden meren gevonden die vroeger diep onder het oppervlak lagen. Vijf van deze meren kunnen ook mineralen bevatten die cruciaal zijn voor de vorming van leven.

Mars lijkt al sinds mensenheugenis volledig droog en onbewoonbaar te zijn geweest, maar er zijn overtuigende tekenen aan de oppervlakte dat er ooit grote hoeveelheden water op de hele planeet hebben bestaan. Een nieuwe studie toont nu het grondwater op vroege Mars, dat voorheen alleen door modellen was voorspeld.

Uitgebreide watervoorraden

“De vroege Mars was een waterrijke wereld, maar toen het klimaat van de planeet veranderde, trok dit water zich onder de oppervlakte terug en vormde zich ondergrondse meren en grondwater”, aldus Francesco Salese van de Universiteit Utrecht, hoofdauteur van de studie gepubliceerd in het Journal of Geophysical Research – Planets. “Aangezien er veel wordt gezegd over de hoeveelheid en de rol van water, hebben we dit water gevolgd in onze studie en hebben we het eerste geologische bewijs gevonden van een planetair grondwatersysteem op Mars.”

Salese en zijn collega’s hebben 24 diepe, ingesloten kraters van het noordelijk halfrond van Mars verkend, waarvan de bodem ongeveer 4.000 meter onder zeeniveau ligt. Omdat er geen oceanen zijn, wordt het zeeniveau slechts willekeurig bepaald op basis van de hoogte en de luchtdruk.

Op de bodem van deze kraters werden kenmerken gevonden die alleen door water gevormd kunnen zijn. Veel van de kraters bevatten meerdere kenmerken, allemaal op dieptes van 4.000 tot 4.500 meter, wat erop wijst dat deze kraters waterophopingen en -stromen bevatten die in de loop der tijd zijn veranderd en afgenomen.

Bewijsmateriaal van rivieren en een zee van Mars

In de kraterwanden werden kanalen gevormd, en door de verzakking van het grondwater ontstonden valleien. Donkere kromlijnige delta’s ontstonden waarschijnlijk door het stijgen en dalen van het waterpeil. Gegroefde terrassen, gevormd door stilstaand water, waaiervormige sediment, achtergelaten door stromend water. Het waterpeil komt overeen met de geschatte kustlijnen van een vermoedelijke Marszee die tot drie tot vier miljard jaar geleden op Mars zou hebben bestaan.

“Wij geloven dat deze oceaan verbonden was met een systeem van ondergrondse meren, verspreid over de planeet”, zegt Gian Gabriele Ori, co-auteur van de studie en directeur van de Internationale School voor Planetaire Wetenschappen aan de Università D’Annunzio in Pescara. “Deze meren zouden ongeveer 3,5 miljard jaar geleden hebben bestaan, op hetzelfde moment als een Marszee.

In vijf van de kraters ontdekte het team ook tekenen van mineralen die een rol spelen bij de vorming van leven op aarde: verschillende soorten klei, carbonaten en silicaten. Al deze vondsten suggereren dat deze waterophopingen op Mars inderdaad alles hadden om het leven mogelijk te maken. Bovendien waren het de enige meren die diep genoeg waren om voor langere tijd verbonden te zijn met het waterrijke deel van de korst van Mars. Bewijs hiervan kan nog steeds aanwezig zijn in de sedimenten.

 

ExoMars

Met verder onderzoek naar deze plaatsen kunnen wetenschappers in de toekomst misschien zelfs ontdekken dat Mars ooit geschikte omstandigheden had voor het bestaan van het leven. Dit zou ook van groot belang zijn voor astrobiologische missies zoals ExoMars – een gezamenlijk project van ESA en het Russische ruimtevaartinstituut Roscosmos. De ExoMars Trace Gas Orbiter bestudeert Mars al enige tijd van bovenaf, en een nieuwe missie staat gepland voor volgend jaar. Deze bestaat uit een Rover die onlangs werd vernoemd naar Rosalind Franklin en een wetenschappelijk platform. Het zal plaatsen op Mars verkennen waar waarschijnlijk leven te vinden is.

“Dergelijke vondsten zijn enorm belangrijk; ze helpen ons de regio’s van Mars te identificeren waar de meest veelbelovende tekenen van het vinden van leven in het verleden zijn”, zegt Dmitri Titow, ESA-projectwetenschapper bij Mars Express. “Het is bijzonder spannend dat een missie die zo succesvol is geweest op de Rode Planeet, nu een cruciale rol speelt in het helpen van toekomstige missies als ExoMars om de planeet op een andere manier te verkennen. Dit is een goed voorbeeld van een zeer succesvolle samenwerking op het gebied van missies.