De huidige oppervlakte van de planeet Mars is een uitgedroogd stuk perkament waarop een geschiedenis van stromend water is geschreven. Wat er nog over is van dat water, dat ooit een vorm van leven mogelijk kan hebben gemaakt, zijn iele stroompjes pekelwater die periodiek op Mars zijn waargenomen en waarschijnlijk voortkomen uit ondergrondse meren, of water dat in bevroren vorm in ijskappen ligt verborgen.
Maar de roestbruine rotsen aan de oppervlakte van de planeet verraden een lang verleden met stromend water: diepe valleien zijn uitgesleten in landschappen die zijn bezaaid met stroombeddingen, keien die door water zijn gepolijst en puinwaaiers van verdwenen rivieren. Maar terwijl wetenschappers lange tijd dachten dat het warme en vochtige tijdperk van de Rode Planeet betrekkelijk kort heeft geduurd, wijst een studie die gisteren in het tijdschrift Science Advances is verschenen op aanwijzingen dat de periode waarin er rivieren op Mars stroomden, waarschijnlijk veel langer heeft geduurd.
Volgens de nieuwe analyse zijn deze oeroude stroombeddingen breder dan soortgelijke beddingen op de huidige Aarde. Bovendien kolkte er nog water door sommige van deze kolossale beddingen in een tijd die 2 tot 3,4 miljard jaar achter ons ligt, en dat is relatief recent in de ‘natte geschiedenis’ van Mars. Veel wetenschappers gingen er tot nu toe vanuit dat de Rode Planeet rond die tijd al begon op te drogen.
“Het traditionele verhaal over de klimaatgeschiedenis van Mars is dat het ooit een warme en vochtige planeet was en dat het nu een koude en droge plek is. Maar uit de bewijzen komt een klimaatevolutie naar voren die ingewikkelder in elkaar zit,” schrijft Kathryn Steakley van het Mars Climate Modeling Center van de NASA in een e-mail; Steakley was niet betrokken bij deze nieuwe analyse.
Als er wordt gesproken van water op Mars, zorgt dat altijd voor enige opwinding, want overal waar water is, kan er ook leven ontstaan zoals wij dat kennen. Maar het is te vroeg om namen te gaan bedenken voor interessante Martiaanse fossielen, want er zijn nog veel vragen over wat er gedurende deze lange periode in het verleden van Mars precies is gebeurd en over de omstandigheden die het mogelijk maakten dat er bruisende rivieren op Mars stroomden terwijl het Martiaanse klimaat al begon uit te drogen.
“Hierdoor is de vraag naar de reden voor de warme en vochtige planeet Mars – op zichzelf al een flink probleem – alleen maar ingewikkelder geworden,” zegt onderzoeksleider Edwin Kite, planetoloog aan de University of Chicago.
Woeste rivieren, wegkwijnende meren
Hoewel de huidige Martiaanse atmosfeer te ijl is om veel warmte van de zon vast te houden, zijn de meeste wetenschappers het erover eens dat de Rode Planeet ooit werd omhuld door een dikkere atmosfeer, waardoor er water op de oppervlakte kon stromen. Maar zelfs in dat geval was Mars zeker geen tropisch paradijs. De zon was in die periode 25 tot 30 procent zwakker dan tegenwoordig, wat betekent dat de rotsbodem van Mars veel minder warmte van de zon ontving.
“De omstandigheden zaten altijd op het randje van wat er nodig was om stromend water aan de oppervlakte mogelijk te maken,” zegt Alan Howard van het Planetary Science Institute in Tucson, Arizona, die niet bij de nieuwe analyse was betrokken.
Er waren enkele factoren die een verklaring voor dit vloeibare dilemma kunnen bieden. Op Aarde zorgt de buitenkern in het binnenste van onze planeet voor de vorming van een beschermend aardmagnetisch veld, dat voorkomt dat onze relatief dikke atmosfeer door de zonnewind wordt weggeblazen. Hetzelfde moet hebben gegolden voor de begintijd van Mars. En misschien verschilde de mix van gassen in die atmosfeer van de huidige ijle ‘lucht’ op Mars. Sommige experts denken bijvoorbeeld dat uitbarstende vulkanen op de Rode Planeet broeikasgassen de Martiaanse atmosfeer in pompten.
Wat er ook gebeurde, aan deze warme en vochtige periode kwam een einde. De oeroude atmosfeer lijkt langzaam te zijn verweerd, en daarmee verdwenen ook veel van de Martiaanse meren en rivieren. Kite en zijn collega’s dachten aanvankelijk dat na deze periode ook de kolkende rivieren op Mars, die normaliter op lagere hoogten bleven stromen, langzaam uitdroogden tot dunne stroompjes.
“Dat was onze hypothese,” zegt Kite. “Maar we hadden ongelijk.”
Met de stroom mee
Gewapend met de verbluffend scherpe blik van instrumenten in een omloopbaan rond Mars, zoals het High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE), analyseerden de onderzoekers de omvang van tweehonderd oeroude rivierbeddingen. Op basis van de afmetingen en meanders van deze geulen en van de relatieve ouderdom van het omringende landschap, ontdekte het team een merkwaardig hardnekkige en late aanwezigheid van stromend restwater op de uitdrogende planeet.
Waar dit onverwachte water in een zo droge periode vandaan kwam, is nog onduidelijk. Sommige onderzoekers, onder wie Kite en zijn team, bestuderen of er bij lage atmosferische druk op Mars veel bewolking van waterijs kon ontstaan. Dat soort wolken hangen ook nu nog boven het Martiaanse oppervlak, maar als die bewolking destijds dikker was, kan ze genoeg warmte hebben vastgehouden om sneeuw en ijs te doen smelten. Misschien ook is de ouderdom van de rivierbeddingen onjuist, wat zou betekenen dat deze kanalen in een vroeger tijdperk zijn ontstaan, toen de dikkere atmosfeer ervoor zorgde dat het Martiaanse poolijs afsmolt.
Kite geeft toe dat het moeilijk is te zeggen hoeveel water er precies door deze geulen stroomde zonder dat er betere schattingen beschikbaar zijn van de diepte van deze kanalen en de omvang van hun afzettingen. De breedte van een bedding is maar één gegeven, zegt ook Howard, die denkt dat de hoeveelheid water op basis van breedten te hoog kan worden ingeschat omdat de eigenlijke waterstroom maar een deel van de bedding in beslag nam.
Maar gebaseerd op de beschikbare informatie zijn “de uitgangspunten en conclusies die het team hanteert – dat er flinke hoeveelheden water door deze geulen stroomden – naar mijn mening realistisch,” zegt Howard.
De wetenschappers kunnen zich alvast verheugen op meer aanwijzingen: volgend jaar zal de rover ‘Mars 2020’ in de krater Jezero landen, waar een van deze rivierdelta’s uit de late periode is te vinden, zegt Kite. De rover kan foto’s maken van de afzettingen, waardoor de wetenschappers kunnen bepalen hoeveel water de krater in stroomde. Maar de enige en definitieve – zij het wat onrealistische – oplossing voor het hele vraagstuk is om een sonde een paar miljard jaar terug in de tijd te sturen om uit te zoeken hoeveel water er op de Rode Planeet stroomde.
Zoals Howard lachend opmerkt: “Dat zou een einde maken aan alle discussies. Maar ook aan alle nieuwsgierigheid naar een verklaring waarvoor we op dit moment weinig bewijzen hebben. Dus de wetenschap zou heel wat saaier worden.”
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com
