Nieuw onderzoek herschrijft de prille historie van de rode planeet.

Op talloze plekken op Mars zijn phyllosilicaten, oftewel kleimineralen te vinden. Ze zijn ontstaan door de interactie tussen water en vulkanisch gesteente. Vandaar dat verschillende onderzoekers de kleimineralen aandragen als bewijs dat het jonge Mars al nat en warm was. Maar een nieuw onderzoek stelt nu dat de kleimineralen helemaal geen warm en nat klimaat vereisen en gelijkertijd met de Marskorst ontstonden, lang voor er water over de rode planeet stroomde.

Hoe dan?
In de kinderjaren van het zonnestelsel was Mars – net als de andere rotsachtige planeten – bedekt met een oceaan van magma. Terwijl die oceaan afkoelde, raakte deze water en andere gassen kwijt. Deze vormden een dikke, stoomachtige atmosfeer rond Mars. Het vocht en de hitte uit die atmosfeer moet grote delen van het zojuist gestolde Marsoppervlak weer om hebben getoverd tot klei. In de miljarden jaren die volgden, werd dat klei door toedoen van bijvoorbeeld vulkaanuitbarstingen en planetoïde-inslagen bedekt en elders weer blootgelegd. Het zou verklaren waarom we de kleimineralen vandaag de dag her en der verspreid over Mars aantreffen.

Problemen
Het onderzoek is interessant. Met name omdat het afrekent met enkele problemen waar eerdere theorieën – die suggereren dat de kleimineralen onder invloed van een nat en warm klimaat ontstonden – tegenaan liepen. Deze theorieën vereisen namelijk dat de rode planeet al heel vroeg warm en nat was. Maar geavanceerde klimaatmodellen laten zien dat de temperaturen op het jonge Mars nauwelijks boven het vriespunt uitkwamen en er slechts sporadisch water over het Marsoppervlak stroomde. Bovendien zouden eerdere theorieën niet helemaal kunnen verklaren waarom de kleimineralen zo wijdverspreid voorkomen.

Terwijl de korst van het jonge Mars afkoelde, werd de planeet wellicht omringd door een dikke, stoomachtige atmosfeer. Afbeelding: Kevin Cannon.

Drie kilometer dikke kleilaag
Volgens de onderzoekers zou de stoomachtige atmosfeer rond het jonge Mars wel tien miljoen jaar stand kunnen hebben gehouden. En in die periode zou deze een kleilaag op het jonge Mars kunnen hebben gevormd die tot wel drie kilometer dik is. Om een beeld te krijgen van wat er met die kleilaag is gebeurd, maakten de onderzoekers gebruik van een computermodel waarin ze deze kleilaag simuleerden en vervolgens door lieten maken wat Mars in de eerste miljard jaar van zijn bestaan door moest maken (onder meer veel vulkaanuitbarstingen en planetoïde-inslagen). Het resultaat is verbluffend. Het model simuleerde uiteindelijk een Mars waarop de klei grofweg net zo verspreid is als we vandaag de dag op het echte Mars zien. “Klei bedekt ongeveer 3 procent van de oudste blootliggende korst op Mars,” vertelt onderzoeker Kevin Cannon. En in de modellen zagen de onderzoekers grofweg hetzelfde gebeuren.

Mars 2020
Hoewel de simulaties het scenario dus lijken te onderschrijven, weten de onderzoekers nog niet zeker of de kleimineralen werkelijk zo zijn ontstaan. Maar het goede nieuws is dat hun hypothese wel getoetst kan worden. En wel door een rover onderzoek te laten doen naar de kleimineralen op Mars. Dat zou bijvoorbeeld een mooie taak kunnen zijn voor de Mars 2020-rover.

Als de onderzoekers het bij het juiste eind hebben, kan dat interessante implicaties hebben voor de prille geschiedenis en leefbaarheid van Mars. Want de studie draagt niet alleen een manier aan waarop op een koud en ijzig Mars klei kan zijn ontstaan, maar suggereert tevens dat onder het oppervlak van Mars mogelijk nog steeds grote klei-afzettingen te vinden zijn. Dat zou kunnen verklaren waarom de Marskorst een kleinere dichtheid heeft dan men van een basaltkorst zou verwachten. Daarnaast zouden de klei-afzettingen ook dienst kunnen doen als enorme ondergrondse reservoirs voor de opslag van water. “Er zit mogelijk heel wat water opgesloten in deze begraven klei,” aldus onderzoeker Steve Parman. “Je kunt je voorstellen dat er, als deze afzettingen verhit worden door magma of andere processen, water vrijkomt en misschien kortstondig water aan het oppervlak komt. En dat kan weer implicaties hebben voor de leefbaarheid van Mars in het verleden.”