Bestudeerde Martiaanse valleien onthullen dat de jonge rode planeet een vrij ijzig landschap kende.

Vandaag is Mars koud en droog. Maar dat was mogelijk niet altijd zo. Wetenschappers veronderstellen dat de rode planeet in een ver verleden warm en vochtig was en dat water rijkelijk over het oppervlak stroomde. Een nieuwe studie stelt deze aanname nu ter discussie. Want mogelijk bestond het vroegere Martiaanse landschap niet uit vrij stromende rivieren, maar uit ijskappen.

Water
Dat wetenschappers denken dat met water gevulde rivieren ooit rijkelijk over het oppervlak van Mars stroomden, is niet voor niets. Op Mars zijn namelijk talloze tekenen te vinden die erop wijzen dat er over de planeet ooit grote hoeveelheden water vloeiden. Denk aan golvende landstrepen zichtbaar vanuit de ruimte, aftakkingen en rivierbeddingen. Maar onderzoekers stellen nu dat veel van de valleien die in het landschap zijn gekerfd niet zijn ontstaan door vrij stromende rivieren. In plaats daarvan zijn ze in het oppervlak gesneden door water dat onder gletsjerijs is gesmolten. Het betekent dat de theorie dat Mars ooit een warm en nat klimaat kende dat ervoor zorgde dat er regenval, rivieren, oceanen op de rode planeet bestonden, sterk heroverwogen moet worden.


Valleien
De onderzoekers bestudeerden in de nieuwe studie meer dan 10.000 Martiaanse valleien. Vervolgens vergeleken ze deze valleien met de subglaciale kanalen in de Canadese Arctische archipel. En het team stuitte op een aantal opvallende overeenkomsten. Hierdoor stellen de onderzoekers nu dat het vroege Marslandschap waarschijnlijk veel leek op dat van Devoneiland in de Noordelijke IJszee. “In de afgelopen veertig jaar, sinds de Martiaanse valleien voor het eerst werden ontdekt, werd aangenomen dat stromende rivieren verantwoordelijk waren voor al deze valleien,” vertelt onderzoeker Grau Galofre. “Maar er zijn honderden valleien op Mars en ze zien er allemaal heel anders uit. Als je de aarde met een satelliet bekijkt, zie je ook veel valleien. Sommige zijn gecreëerd door rivieren, andere door gletsjers of nog andere processen. Bovendien ziet elke vallei er net iets anders uit. Dit is ook op Mars het geval. De valleien verschillen van elkaar, wat suggereert dat veel uiteenlopende processen deze valleien in het landschap hebben gekerfd.”

Valleien op Mars (boven) vergeleken met kanalen op Devoneiland (onder). De vorm en het gehele netwerk lijken bijna identiek. Afbeelding: Anna Grau Galofre

Met behulp van een nieuw algoritme slaagden de onderzoekers erin om de onderliggende erosieprocessen van de bestudeerde valleien aan het licht te brengen. En de resultaten zijn baanbrekend. “Ze bieden het eerste bewijs voor subglaciale erosie, veroorzaakt door de gekanaliseerde afvoer van smeltwater onder een oude ijskap op Mars,” concludeert onderzoeker Mark Jellinek. Anders gezegd, de valleien zijn mogelijk dus niet door rivieren ontstaan, maar door ijskappen. “De bevindingen tonen aan dat slechts een fractie van de valleien op Mars overeenkomt met de patronen die in verband worden gebracht met erosie door rivieren,” legt Jellinek verder uit. “Dit staat in schril contrast met de bestaande theorieën.”

Zon
De nieuwe hypothese werpt tevens licht op een ander bestaand mysterie. Onderzoekers vragen zich namelijk al geruime tijd af hoe het kan dat de valleien 3,8 miljard jaar geleden ontstonden op een planeet die verder van de zon verwijderd is dan de aarde gedurende een tijd dat de zon ook nog eens minder sterk was. De nieuwe studie helpt dit te verklaren. “Klimaatmodellen voorspellen dat het op Mars ten tijde van de vorming van de valleien veel kouder was,” zegt Galofre. We hebben geprobeerd alles met elkaar te rijmen en stellen nu een hypothese voor die nog niet echt is overwogen: de kanalen en vallei-netwerken kunnen ook ontstaan onder ijskappen als onderdeel van het afvoersysteem dat zich van nature onder een ijskap vormt als water zich ophoopt.”


Volgens de onderzoekers zouden deze omgevingen ook voor betere overlevingsomstandigheden zorgen voor mogelijk voormalig leven op Mars. Een ijslaag biedt namelijk meer bescherming en stabiliteit voor het onderliggende water. Bovendien beschermt ijs tegen zonnestraling bij afwezigheid van een magnetisch veld – iets wat Mars ooit had, maar dat al miljarden jaren geleden verdween. Of er nog sporen van (voormalig) leven op de rode planeet te vinden is, zal NASA’s onlangs gelanceerde marsrover Perseverance uit gaan zoeken. Perseverance werd afgelopen donderdag succesvol gelanceerd en zal in februari 2021 in de Jezero-krater (een 45 kilometer groot gebied iets ten noorden van de Martiaanse evenaar) landen. Hier zal de rover actief gaan zoeken naar sporen van microbieel leven of zelfs micro-organismen die mogelijk nog in afzettingen of in de sedimenten opgeslagen liggen.