Gedurende de warme seizoenen weet er veel meer waterdamp aan de Martiaanse atmosfeer te ontsnappen dan voor mogelijk werd gehouden.

Vandaag de dag is Mars koud en vrij droog. Dat dat in het verre verleden wel anders is geweest, staat inmiddels vast. Talloze drooggevallen meren en rivieren getuigen ervan dat Mars miljarden jaren geleden behoorlijk wat water herbergde. Grote vraag was: waar is dat water gebleven?

Ontsnappen aan de atmosfeer
Eerdere studies toonden aan dat het via de atmosfeer waarschijnlijk aan de planeet is ontsnapt. Het water zou verdampt zijn en naar het bovenste deel van de atmosfeer zijn getransporteerd, alwaar het door ultraviolette straling afkomstig van de zon werd opgebroken in waterstof en zuurstof. Nu is waterstof een zeer licht en vluchtig element en de zwaartekracht van Mars is zeer beperkt. Hierdoor kan de planeet de waterstofmoleculen niet vasthouden, waardoor ze gedoemd zijn om zich vanuit het hoger gelegen deel van de Martiaanse atmosfeer een weg te banen de ruimte in.


Snel
Nog steeds verliest Mars op deze manier water (zie afbeelding hieronder). En nieuw onderzoek wijst nu uit dat dat veel sneller gaat dan gedacht.

Hoewel Mars vandaag de dag vrij droog is, is er op het oppervlak nog wel water te vinden. Voornamelijk in de vorm van ijskappen op de polen. Wanneer zonlicht dat ijs opwarmt, komt er waterdamp vrij. Winden transporteren de waterdamp naar hogere en koudere delen van de atmosfeer, waar het – in de aanwezigheid van stofdeeltjes – kan condenseren en wolken kan vormen. Het laatstgenoemde proces voorkomt dat de waterdamp de hogere delen van de atmosfeer bereikt, waar het wordt opgebroken in zuurstof- en waterstofmoleculen die vervolgens de atmosfeer kunnen verlaten. Op Mars is het echter zo dat het condensatieproces vaak gehinderd wordt, waardoor waterdamp toch de hogere delen van de atmosfeer kan bereiken en door UV-straling kan worden opgebroken. En zo raakt Mars tot op de dag van vandaag water kwijt. Afbeelding: ESA.

Onderzoekers gingen met behulp van ESA’s Trace Gas Orbiter na hoe waterdamp zich over de atmosfeer van Mars verspreidt. En ze ontdekten dat de concentratie waterdamp sterk afhankelijk is van het seizoen waarin Mars zich bevindt. Tijdens warmere seizoenen bleken grote delen van de Martiaanse atmosfeer ‘superverzadigd’ te raken met waterdamp en wel 10 tot 100 keer meer waterdamp te bevatten dan gedacht. En die hoge concentratie waterdamp betekent dat ook meer waterdamp de hogere delen van de atmosfeer weet te bereiken en aan die atmosfeer ontsnapt. Dat zulke grote hoeveelheden waterdamp de hogere delen van de atmosfeer kunnen bereiken, is om twee redenen verrassend. Men dacht namelijk dat de lage temperaturen hoog in de atmosfeer en condensatieprocessen wat lager in de atmosfeer de hoeveelheid waterdamp die daadwerkelijk hoog in de atmosfeer weet te geraken, zou beperken. Maar die vliegers gaan in warmere seizoenen dus niet op.

De onderzoekers vermoeden dat deze seizoensgebonden variatie in de hoeveelheid waterdamp die hoog in de atmosfeer weet te geraken, ook in het verleden het verlies van Martiaans water heeft gereguleerd. Het zou betekenen dat Mars het water met regelmatige horten en stoten is kwijtgeraakt, waarbij het met name in de warme seizoenen – als de afstand tussen Mars en de zon kleiner is – heel hard is gegaan.


Water
Dat onderzoekers graag willen weten hoe Mars zijn water is kwijtgeraakt, is logisch. Water is immers een vereiste voor het ontstaan van leven zoals wij dat kennen. En meer inzicht in hoe Mars grote hoeveelheden van dat ingrediënt voor leven verloor, kan meer inzicht geven in de duur van de periode waarin de planeet wellicht leefbaar is geweest.