Ruimte

Mysterieuze magnetische pulsen ontdekt op Mars

De nachtelijke verschijnselen horen bij de eerste ontdekkingen die werden gedaan met de Marslander InSight. Er werden ook aanwijzingen gevonden dat zich ver onder de oppervlakte van de rode planeet mogelijk een reservoir van vloeibaar water bevindt.woensdag 25 september 2019

Door Robin George Andrews
Een illustratie van de Marslander InSight op het oppervlak van Mars. Uit de allereerste gegevens van de magnetometer van het ruimtevoertuig blijkt dat er ‘s nachts onverklaarbare schommelingen optreden in het magnetische veld van de rode planeet.

Als het nacht is op Mars, begint het magnetische veld van de rode planeet zo nu en dan te pulseren op een manier die nooit eerder werd waargenomen. De oorzaak is nog onbekend.

Dit is slechts een van de opmerkelijke eerste bevindingen van NASA’s allereerste gerobotiseerde geofysicus op de planeet, de Marslander InSight. Sinds die in november 2018 op de rode planeet aankwam, heeft de lander gegevens verzameld waarmee wetenschappers meer te weten kunnen komen over het binnenste en de evolutie van onze buurplaneet. Zo heeft de InSight de temperatuur gemeten van de korst van de planeet, geluiden opgenomen van buitenaardse bevingen en de kracht en richting gemeten van het magnetische veld van de planeet.

Tijdens verschillende presentaties op een gezamenlijke bijeenkomst van de European Planetary Science Congress en de American Astronomical Society werd bekendgemaakt dat het er op basis van de allereerste gegevens op lijkt dat Mars markante magnetische manoeuvres uithaalt.

Mars 101
Mars 101
Mensen worden al duizenden jaren gefascineerd door Mars, van zijn bloedrode uitstraling tot de mogelijkheid van leven op zijn oppervlak. Leer hoe de rode planeet werd gevormd uit gas en stof en wat zijn poolkappen mogelijk betekenen voor het leven zoals wij dat op Aarde kennen.

Naast de vreemde magnetische pulsen blijkt uit de meetgegevens van de Marslander ook dat de korst van de planeet veel magnetischer is dan wetenschappers dachten.Bovendien heeft de InSight aanwijzingen gevonden dat er diep onder het Marsoppervlak een bijzondere, vier kilometer dikke laag zit die elektriciteit geleidt. Het is nog veel te vroeg om iets met zekerheid te kunnen zeggen, maar er bestaat een kans dat die laag een reservoir van vloeibaar water is.

Op aarde is het grondwater een verborgen zee, opgesloten door zand, grond en rotsen. Als er ook zoiets wordt gevonden op Mars, “zou ons dat niet verbazen", aldus Jani Radebaugh, een planeetwetenschapper aan de Amerikaanse Brigham Young University die niet betrokken is bij het onderzoek.Maar als de resultaten zouden blijken te kloppen, zou het feit dat er een vloeibaar gebied van deze omvang is op het hedendaagse Mars enorme implicaties hebben voor de mogelijkheid dat er ooit leven was of zal ontstaan.

De gegevens zijn tot nog toe nog niet door collega's van de onderzoekers beoordeeld en de details van de eerste resultaten en de interpretatie daarvan zullen in de loop van de tijd ongetwijfeld nog worden bijgesteld. Maar de ontdekkingen tonen in ieder geval het succes aan van InSight, een robot die mogelijk een grote doorbraak teweeg zal brengen in onze kennis van Mars en andere aardse planeten in het sterrenstelsel.

“We krijgen een inkijkje in de magnetische geschiedenis van Mars op een manier die eerder ongekend was,” zegt Paul Byrne, een planetaire geoloog aan de North Carolina State University die niet bij het onderzoek betrokken is.

Een verhaal van twee werelden

De aarde wordt omringd door een groot magnetisch veld, dankzij de rotatie en de stroming in de ijzerrijke, vloeibare buitenkern van onze planeet. We weten dat dit veld er al heel lang is, en dat het in de loop van verschillende geologische tijdperken flink is veranderd. Deze kennis ontlenen we aan bepaalde mineralen in de aardkorst, waaruit gegevens over de kracht en richting van het veld zijn af te lezen. Op dezelfde manier ligt de geschiedenis van het magnetische veld rond Mars opgeslagen in de korst van de rode planeet. Dat ontdekten wetenschappers in 1997 al met behulp van gegevens van de ruimtesonde Mars Global Surveyor.

“Op Mars is dezelfde verzameling van magnetische mineralen te vinden als op aarde,” legt Robert Lillis uit, een ruimtefysicus aan de University of California in Berkeley die niet bij het nieuwe onderzoek betrokken is.

De sonde registreerde het magnetisme van de rode planeet op een hoogte van zo'n honderd tot vierhonderd kilometer boven het oppervlak. Op basis van de metingen werd geconstateerd dat het magnetische veld van de korst tien keer sterker is dan dat van aarde, als dat op een zelfde hoogte boven het oppervlak wordt gemeten.Daaruit blijkt dat Mars ooit ook werd omringd door een groot magnetisch veld.

Maar in tegenstelling tot de aarde, had Mars pech. Waarschijnlijk kwam de kolkende buitenkern circa vier miljard jaar geleden tot stilstand, waardoor het magnetische veld rond de planeet verdween. Er bleef slechts een zwak magnetisch schild over, waarna de stroom van geladen deeltjes afkomstig van de zon, ook wel zonnewind genoemd, geleidelijk het overgrote deel van de voormalige atmosfeer wegblies. Daardoor veranderde een waterrijke planeet waarop leven mogelijk was in een koude woestijn.

Om te kunnen achterhalen waarom de twee planeten zo'n verschillend lot ondergingen, is het nodig om de magnetische overblijfselen op Mars zo goed mogelijk te meten. Vanuit de ruimte is er weinig te zeggen over de kracht van dit overgebleven magnetische veld. Het is een beetje als wanneer je een groep mensen van een afstand bekijkt: als veel van hen een rood shirt dragen, en een paar blauw, dan ziet een camera op grote afstand vooral dat rood het meest voorkomt. Maar als de camera dichterbij kan komen, dan worden die belangrijke blauwtinten duidelijker zichtbaar.

“Zo werkt het ook bij metingen van magnetisme,” vertelt Dave Brain, die onderzoek doet naar atmosferische en ruimtefysica aan de University of Colorado en die niet betrokken was bij het onderzoek.“Hoe dichterbij je komt, hoe meer structuur je kunt opvangen.”

Middernachtelijk mysterie

De magnetometer van InSight, de eerste die op het oppervlak van Mars werd geplaatst, bood wetenschappers het beste beeld van het magnetische veld van de korst tot nu toe. Wat de onderzoekers zagen, verraste ze: het magnetische veld rond de robot was zo'n twintig keer sterker dan het voorspelde niveau op basis van metingen vanuit de ruimte.

Brain, die de gegevens van de InSight kent, zegt dat dit sterke, stabiele magnetische signaal afkomstig is van gesteente in de buurt van InSight, maar dat het nog onduidelijk is of dat diep onder de grond is, of meer richting het oppervlak. Dat maakt uit, vertelt Byrne, want als het afkomstig zou zijn van jonger gesteente dat meer aan de oppervlakte ligt, zou dat betekenen dat Mars gedurende langere tijd door een sterk magnetisch veld werd omringd dan we nu denken.

“We krijgen een inkijkje in de magnetische geschiedenis van Mars op een manier die eerder ongekend was.”

door Paul Byrne, North Carolina State University

Misschien nog wel raadselachtiger is dat InSight in zijn omgeving ook schommelingen ontdekte in het magnetische veld van de korst. Deze fluctuaties staan bekend als magnetische pulsen, legt Matthew Fillingim uit. De ruimtefysicus is lid van het InSight-onderzoeksteam en is verbonden aan de University of California in Berkeley.

De pulsen zijn variaties in de kracht en richting van het magnetische veld, en zijn niet ongebruikelijk. Op aarde en Mars komen ze regelmatig voor, onder meer als gevolg van chaos in het bovenste deel van de atmosfeer, zonnewind en veranderingen in de magnetische bubbels van de planeten.

Maar wat vreemd is, is dat deze schommelingen op Mars zich voordoen als het middernacht is op de planeet, alsof ze reageren op een onzichtbare nachtelijke wekker.

InSight staat op Mars in de buurt van de evenaar en in dat gebied op aarde komen dergelijke magnetische pulsen 's nachts niet voor. Op aarde doen nachtelijke pulsen zich vooral op hogere breedtegraden voor, en worden ze in verband gebracht met noorder- en zuiderlicht. Op het moment is de oorzaak van de pulsen op Mars nog niet duidelijk, maar de wetenschappers hebben wel een vermoeden.

Hoewel Mars geen krachtig magnetisch veld meer heeft, wordt de planeet nog wel omringd door een zwakke magnetische bubbel die ontstaat door de interactie tussen de zonnewind en de dunne dampkring. Deze bubbel wordt samengeperst door het magnetische veld van de zonnewind, waardoor een deel van de bubbel een staartachtige vorm krijgt. Rond middernacht is de locatie van InSight op Mars in lijn met deze staart, en mogelijk trekt de staart aan het magnetische veld op het planeetoppervlak, op dezelfde manier als wanneer je aan de snaar van een gitaar trekt.

Als een ruimtesonde, zoals de MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) van NASA, precies op het goede moment boven InSight zou hangen, zou dit kunnen worden bewezen. Maar op dit moment is het nog een onopgeloste puzzel.

Een plons wagen

Tijdens een van de presentaties over het magnetisme van Mars, vertelden de onderzoekers ook dat er in de magnetische signalen aanwijzingen leken te zijn voor een elektriciteit geleidende laag ergens onder de grond van Mars. Het team kon nog niet de exacte diepte aangeven, maar de onderzoekers denken dat het maximaal zo'n honderd kilometer is.

Uit testen in de woestijnen op aarde bleek dat met behulp van magnetometers vast te stellen is dat er in de diepte water aanwezig is, legt Brain uit. Dat geldt ook voor de magnetometer van InSight en het is mogelijk dat de laag die het instrument ontdekte een aquifer is, een ondergronds waterbassin, met opgeloste vaste stoffen of een laag met ijs en water die zich overal onder het oppervlak van de planeet uitstrekt.

bekijk galerij

Het is onbekend hoe lang er oppervlaktewater in de vorm van meren, rivieren en zelfs oceanen bleef bestaan in het verleden van Mars, maar er zijn aanwijzingen dat er zich onder het oppervlak van de planeet ook nu nog reservoirs met zout water bevinden. De korst van Mars wordt ook warmer naarmate je dieper komt, vertelt Radebaugh. En gezien het sterke bewijs dat er ijs in de bodem van Mars voorkomt, lijkt het logisch om te veronderstellen dat er ook ondergrondse aquifers zijn met vloeibaar water.

Maar het moet allemaal nog precies worden uitgezocht, en het is voorlopig nog niet uit te sluiten dat er andere oorzaken zijn voor het signaal, zegt Brain. InSight is uitgerust met een boor, maar de Marslander kan maar tot zo'n 25 kilometer onder het oppervlak graven. De hypothese over de waterlaag moet dus waarschijnlijk op een andere manier worden getest, misschien via toekomstige Marsmissies.

Maar of er nou wel of niet echt Martiaanse aquifers blijken te bestaan, inmiddels is wel duidelijk dat de metingen van InSight, ook die over het magnetisme, van onschatbare waarde zijn, voegt Brain daaraan toe. Ondanks het feit dat deze robotgezant is verankerd op een enkele plek in Elysium Planitia, is hij begonnen om allerlei Martiaanse schatten op te graven.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

lees verder

Wat gaat de nieuwe Marslander bestuderen?

Wat gaat de nieuwe Marslander bestuderen?

De lander van NASA-missie InSight zal naar verwachting eind november neerdalen bij de evenaar van Mars. InSight bestudeert de inwendige structuur van Mars, die weer informatie moet opleveren over onze eigen planeet.
Eerste ‘Marsbeving’ geregistreerd door NASA-lander

Eerste ‘Marsbeving’ geregistreerd door NASA-lander

Het is de eerste seismische schok op de Rode Planeet die ooit is geregistreerd – en zeer waarschijnlijk niet de laatste.