Er zijn mysterieuze polygonen ontdekt onder het oppervlak van Mars
De verkenning van de bodem van Mars heeft geleid tot de ontdekking van bepaalde honingraatstructuren, die waardevolle informatie opleveren over het oude klimaat van de rode planeet. Dit is wat de Chinese rover tijdens zijn missie ontdekte.
Utopia Planitia: was er leven op Mars?
China News Service/Wikimedia commons - CC BY 3
Mars, de vierde planeet in het zonnestelsel, is een koude woestijnwereld die wetenschappelijke belangstelling heeft getrokken vanwege zijn vermogen om leven te ondersteunen en zijn unieke geologische kenmerken. Op zijn noordelijk halfrond ligt Utopia Planitia, een uitgestrekt gebied vlakbij de evenaar, bekend als een van de grootste vlaktes op de rode planeet. Het wordt gekenmerkt door een relatief vlak landschap zonder grote reliëfs, met een oppervlak bedekt door stof- en sedimentafzettingen, en werd gekozen als landingsplaats voor verschillende ruimtemissies, waaronder NASA's Viking 2-module in de jaren ’70 en meest recentelijk de Chinese rover Zhurong in 2021, die actief bleef voor 357 dagen.
Utopia Planitia heeft een belangrijke geologische betekenis. Satellietwaarnemingen suggereren de aanwezigheid van oude riviergeulen en sedimentaire afzettingen, wat erop wijst dat de regio ooit een uitgestrekte oceaan had. Dit kenmerk maakt het een plaats van bijzonder belang voor de zoektocht naar mogelijke tekenen van vorig leven op Mars, aangezien water een sleutelelement is voor het leven zoals wij dat kennen. De atmosfeer van Mars is dun en bestaat voornamelijk uit koolstofdioxide, waardoor de planeet koud en droog is. De temperatuur kan drastisch dalen en de oppervlaktecondities maken momenteel de aanwezigheid van vloeibaar water in een stabiele vorm onmogelijk, maar het lijkt erop dat dit in het verleden helemaal niet het geval is geweest.
Deze hypothese werd bevestigd door Zhurong, de eerste Chinese missie die op Mars landde, die het grondgebied van Utopia Planitia onderzocht. Bijna vijftig jaar na de verkenning van Viking 2 hebben we dankzij de technologische ontwikkeling preciezere en gedetailleerdere informatie kunnen verkrijgen: onder de verzamelde gegevens bevinden zich ook gegevens over de ondergrond, waar de rover zestien onregelmatige wiggen met een veelhoekige vorm identificeerde, waarschijnlijk samengesteld van de zandgrond en het ijs van Mars, met drie of meer rechte zijden.
Veelhoekige grond onder het oppervlak van Mars, ontstaan door vries-dooi cycli
nature
In een studie presenteerden Chinese onderzoekers onder leiding van Lei Zhang van het CAS Engineering Laboratory for Deep Resources Equipment and Technology, Beijing, China, de informatie die ze verzamelden en analyseerden, waarbij ze concludeerden dat deze polygonen werden gevormd als onderdeel van herhaalde cycli van vorst en daaropvolgende dooi, wat scheuren in de ooit oppervlakkige grond zou hebben veroorzaakt. Andere delen van Mars ondergingen hetzelfde proces, dat zich mogelijk over een periode van miljarden jaren heeft afgespeeld.
De Zhurong-radar detecteerde het honingraatachtige terrein 35 meter onder het oppervlak, wat aantoont dat enkele overstromingen het bassin ongeveer drie miljard jaar geleden binnendrongen en vulden. Dit begrijpen was mogelijk door tijdens eerder onderzoek de verticale lagen van Utopia Planitia te observeren, terwijl het nieuwe onderzoek zich op de horizontale lagen concentreerde door middel van radarwaarnemingen over een gebied van 1,9 kilometer. In de reconstructie die de wetenschappers hebben uitgevoerd, is het proces in vier fasen te zien: eerst beweegt vocht in de grond, waarna het ijs een wig vormt en vervolgens scheuren in de grond veroorzaakt. Ten slotte toont de laatste afbeelding de veelhoekige wig die onder het oppervlak ligt begraven.
Het ware oorspronkelijke klimaat van Mars: de planeet stond schuiner dan vandaag
nature
Omdat Olympus Mons, de grootste vulkaan in het hele zonnestelsel, zich op de rode planeet bevindt, hebben wetenschappers de hypothese geopperd dat de veelhoekige wig onder de aarde mogelijk van lava afkomstig is. Als het idee dat vries-dooi cycli het veelhoekige terrein vormden juist was, zou dit betekenen dat het klimaat op Mars in de oudheid extreem variabel moet zijn geweest vergeleken met vandaag. Bovendien bevindt Utopia Planitia zich 25 graden boven de evenaar, maar ten tijde van de aanwezigheid van water stond de planeet wellicht schuiner dan nu het geval is en als gevolg daarvan kan deze regio klimaten en temperaturen hebben ervaren die aanzienlijk anders waren.
En dat niet alleen: de veelhoekige structuren in de ondergrond lijken te zijn begraven tussen lagen van zeer verschillende materialen, wat er met grote waarschijnlijkheid op wijst dat de vochtige omgeving die ze heeft voortgebracht niet meer bestaat of dat er zich een onbekend geologisch fenomeen heeft voorgedaan. “Gelegen op lage breedtegraden (~25°N), vormt het veelhoekige terrein, dat wordt geïnterpreteerd als hoogstwaarschijnlijk gevormd door thermische contractiescheuren, een overtuigend argument voor de hoge scheefstand van de vroege Mars. De ondergrondse structuur met bedekkend materiaal dat over het begraven paleo-polygonaal terrein ligt, suggereert dat er enige tijd later een opmerkelijke paleoklimatologische transformatie heeft plaatsgevonden”, aldus de studie.
Mogelijke oude bronnen van water en ijs op Mars
nature
Deze ondergrondse polygonen komen daarom niet alleen veel voor in andere gebieden van Mars, maar ook op aarde. Voor het eerst werden ze echter ook aangetroffen in Utopia Planitia. Volgens schattingen van onderzoekers kan het klimaat op de jonge Mars koud zijn geweest, waarbij water en ijs betrokken waren bij de vries-dooiprocessen. Deze elementen kunnen afkomstig zijn van vochtmigratie veroorzaakt door cryogene zuiging uit een ondergrondse watervoerende laag, warmtediffusie door afzetting van ijs in de poriën of van sneeuw.
Met dit alles heeft de Zhurong-rover zijn levenscyclus beëindigd. Na een aanvankelijke nominale duur die werd geschat op 90 sols, oftewel Marsdagen, iets langer dan die op aarde, kreeg het in mei 2022 te maken met een bevriezing veroorzaakt door de winterkou van Mars. Hoewel onderzoekers verwachtten dat hij later zou ontwaken, werkte de radar nooit meer. De volgende Chinese missie naar Mars en Utopia Planitia zal naar verwachting in 2028 plaatsvinden, maar is nog niet officieel bevestigd. Welke andere verrassende informatie zullen toekomstige verkenningen van Mars kunnen opleveren over de evolutie van de rode planeet?
