Het was lang een mysterie, maar onderzoekers tonen nu aan dat ze waarschijnlijk ontstaan zijn door een smeltende ijskap.

Mars was in een ver verleden warm en vochtig. Het bewijs daarvoor is overweldigend: zo zijn op de rode planeet talloze door water uitgekerfde valleien te vinden. Ook is er bewijs gevonden dat Mars ooit meren had. De meeste van deze valleien en bekkens zijn stokoud: tussen de 4 en 3 miljard jaar. Dat is goed te verklaren: zo’n 3 miljard jaar geleden veranderde namelijk het Martiaanse klimaat: het natte en warme Mars transformeerde tot de koude en kurkdroge planeet die we vandaag de dag zien.

Lyot-krater
Hoewel het bewijs voor die klimaatverandering overweldigend is, is er een plek op Mars die dit hele verhaal lijkt tegen te spreken. Het gaat om de Lyot-krater. Op de flanken van deze krater bevinden zich door water uitgekerfde valleien. En dat is vreemd. Want de Lyot-krater ontstond zo’n 3 miljard jaar geleden, toen Mars allang gortdroog was. Hoe kan over de flanken van deze krater dan water hebben gestroomd?

Hier zie je de Lyot-krater, de hoogteverschillen zijn op deze afbeelding wat overdreven. De witte lijnen duiden de door water uitgekerfde valleien aan. Afbeelding: David Weiss / Brown / NASA.

IJskap
In het blad Geophysical Research Letters schrijven wetenschappers nu dat ze eindelijk denken te weten hoe de valleien zijn ontstaan. Ze stellen dat het gebied zo’n 1,5 tot 3 miljard jaar geleden waarschijnlijk bedekt was met een dikke laag ijs. De enorme inslag die de 225 kilometer brede Lyot-krater vormde, zorgde ervoor dat tonnen gloeiend heet gesteente de lucht invloog om zich kort daarna weer in de ijslaag te boren, waardoor het ijs deels smolt. En zo kwam water vrij dat de valleien die nu de flanken van de Lyot-krater sieren, uitkerfden. “Gebaseerd op de waarschijnlijke locatie van ijsafzettingen in deze periode van Mars’ geschiedenis en de hoeveelheid smeltwater die door de landing van Lyot-ejecta op de ijskap kan zijn geproduceerd, denken we dat dit het meest plausibele scenario is omtrent de totstandkoming van deze valleien,” stelt onderzoeker David Weiss.

WIST JE DAT…

…Marsrover Curiosity onlangs ontdekte dat Mars langdurig vloeibaar water moet hebben geherbergd?

Grondwater?
Weiss en collega’s toetsten verschillende hypothesen omtrent het ontstaan van de valleien. Zo gingen ze bijvoorbeeld ook na of de valleien zijn uitgekerfd door grondwater dat door de inslag opwelde. Maar die hypothese konden de onderzoekers al snel van tafel vegen. “Als deze gevormd waren door het vrijkomen van grondwater, zou dat water ook in de krater zelf zijn gestroomd,” stelt Weisse. “Maar we zien geen bewijs dat er water in de krater aanwezig is geweest.”

Regen?
Ook gingen de onderzoekers na of het water wellicht uit de lucht is komen vallen. De inslag zou er namelijk voor gezorgd hebben dat grote hoeveelheden gesteente verdampten. De interactie tussen die hete damp en de koude atmosfeer zou in theorie kunnen hebben geleid tot het ontstaan van regenbuien. En die regen zou de valleien kunnen hebben uitgekerfd. Maar ook dat is onwaarschijnlijk, denken Weiss en collega’s. Want als regenwater de valleien uitkerfde, zou je verwachten dat deze dwars door de ejecta-laag snijden. Maar dat is nauwelijks het geval. “Het grootste deel van de valleien lijkt te ontspringen van onder de buitenranden van de ejecta,” vertelt onderzoeker Ashley Palumbo.

Veel plausibeler is de verklaring dat de valleien door smeltwater zijn ontstaan. Zo is er bewijs dat in de tijd van de inslag die de Lyot-krater creëerde een ijskap aanwezig was op de plek van de inslag. En berekeningen suggereren dat bij de inslag duizenden kubieke kilometers smeltwater kan zijn ontstaan: meer dan genoeg om de valleien die we op de flanken van de Lyot-krater zien, uit te kerven. “Wat dit laat zien, is dat er een manier is om grote hoeveelheden vloeibaar water op Mars te krijgen, zonder dat de atmosfeer daarvoor hoeft op te warmen of vloeibaar grondwater nodig is,” legt onderzoeker James Cassanelli uit. “Dus we denken dat dit een goede verklaring is voor het ontstaan van deze valleien ten tijde van het Amazonian (het kurkdroge tijdperk op Mars, red.).”