Nieuw onderzoek suggereert dat Mars ooit veel meer op de aarde leek dan gedacht. Naast water zou er ook volop zuurstof op de rode planeet zijn geweest.

Dat stellen onderzoekers op basis van onderzoek uitgevoerd door Marsrover Curiosity. De rover bestudeerde gesteenten op Mars en trof daarin opvallend veel mangaanoxide aan. Mangaanoxide komt ook op aarde voor en daar kan het – voor zover we weten – op twee manieren ontstaan: met behulp van zuurstof of microben. “En nu zien we deze mangaanoxiden op Mars en vragen we ons af hoe deze daar zijn ontstaan,” stelt onderzoeker Nina Lanza.

Curiosity en Opportunity
Curiosity trof gesteenten rijk aan mangaanoxide aan in de Gale-krater. Recent ontdekte de Opportunity-rover – die vele kilometers van Curiosity verwijderd is – echter ook afzettingen rijk aan mangaanoxide. Het onderschrijft het idee dat de omstandigheden die nodig waren voor de totstandkoming van deze materialen tot ver buiten de Gale-krater voorkwamen.

Microben?
Op dit moment lijkt het idee dat microben mangaanoxide op Mars hebben gecreëerd wat vergezocht. Aannemelijker is dat de atmosfeer van de rode planeet in het verleden veel meer zuurstof bevatte dan nu het geval is. “Deze materialen rijk aan mangaanoxide kunnen niet ontstaan zonder veel vloeibaar water en krachtige oxiderende omstandigheden,” legt Lanza uit “Hier op aarde hadden we heel veel water, maar weinig mangaanoxiden tot het zuurstofniveau in onze atmosfeer door toedoen van microben die aan fotosynthese deden, steeg.”

Zuurstofrijk
Het plots opduiken van mangaanoxide op aarde markeert dus een verandering in de aardse atmosfeer: de aardse atmosfeer werd zuurstofrijk. De aanwezigheid van mangaanoxide op Mars suggereert dat de rode planeet een vergelijkbare verandering doormaakte. Maar hoe werd de atmosfeer van Mars dan precies zuurstofrijk? “Mogelijk belandde zuurstof in de Martiaanse atmosfeer door de afbraak van water in de tijd dat Mars zijn magnetisch veld kwijtraakte,” stelt Lanza. “Aangenomen wordt dat in die tijd veel meer water op Mars te vinden was.” Maar zonder een beschermend magnetisch veld werd dat water blootgesteld aan straling. En die straling begon de watermoleculen te splitsen in waterstof en zuurstof. Omdat Mars relatief weinig zwaartekracht heeft, kon deze de lichte waterstofatomen niet vasthouden. Maar de zwaardere zuurstofatomen bleven wel achter.

In gesteenten
Een deel van de zuurstof verdween in gesteenten – en leidde tot de rode stoflaag die het oppervlak van de rode planeet vandaag de dag bedekt. De ijzeroxiden waaruit deze stoflaag bestaat, hebben maar mild oxiderende omstandigheden nodig om te ontstaan. Maar mangaanoxiden vereisen sterke oxidatieomstandigheden. Vandaar dat de resultaten dus suggereren dat Mars in het verleden veel meer zuurstof bezat dan werd aangenomen.

Doorgaans wordt een zuurstofrijke atmosfeer gezien als een ‘biosignatuur’ oftewel een teken dat suggereert dat op een planeet leven te vinden is. Maar in deze studie suggereren onderzoekers dat een zuurstofrijke atmosfeer ook zonder tussenkomst van leven kan ontstaan. Of Mars daadwerkelijk op de beschreven wijze aan zuurstof is gekomen, zal in de toekomst moeten blijken. Daartoe moeten onderzoekers eerst een beter onderscheid kunnen maken tussen mangaanoxide geproduceerd door levende wezens en mangaanoxide dat op andere wijze tot stand is gekomen. Op basis van dat vervolgonderzoek kan dan de oorsprong van het Martiaanse mangaanoxide worden vastgesteld.