Mogelijk creëerde de inslag van planetoïden de bouwstenen voor deze belangrijke componenten.

Marsrover Curiosity doorkruist op dit moment de Gale Crater; een locatie op Mars waar oude meren en grondwatersystemen voorkwamen. En hier trof de marsover iets bijzonders aan. Want in bodem- en rotsmonsters ontdekte Curiosity stikstofdioxide (NO2) en nitraten (NO3); vaste vormen van stikstof die essentieel zijn voor het bestaan van leven zoals wij dat kennen.

Planetoïden
Om te achterhalen hoe die vaste vormen van stikstof in de krater zijn afgezet, bouwden de onderzoekers de vroege Mars-atmosfeer na. Hiervoor gebruikten ze een combinatie van theoretische modellen en experimentele gegevens. Eén van de vragen die de onderzoekers bezighield was of de inslag van planetoïden op de rode planeet wellicht een steentje heeft bijgedragen. En daarom werden er infrarode laserstralen geproduceerd die hoge energetische schokgolven simuleren die gecreëerd worden door inslaande planetoïden.


Pulsen
Een mengsel van waterstof-, stikstof- en koolstofdioxide-gas stelden in het experiment de atmosfeer van Mars voor. Vervolgens werden er pulsen op de ‘atmosfeer’ losgelaten. De onderzoekers bogen zich over het resulterende brouwsel om te bekijken hoeveel nitraten er gevormd werden. En de resultaten waren op zo’n zachts gezegd verrassend.

Nitraten
“De grootste verrassing was dat de hoeveelheid nitraten toenam wanneer waterstof werd toegevoegd in het experiment,” zegt onderzoeker Rafael Navarro-González. Dit druist in tegen wat de onderzoekers verwacht hadden. Zo leidt waterstof tot zuurstofarme omgevingen, terwijl de vorming van nitraat zuurstof vereist. “De aanwezigheid van waterstof leidde echter tot een snellere afkoeling van het door de schok verhitte gas. Hierbij wordt stikstofoxide – de voorloper van nitraat – op hogere temperaturen gevangen.”

Waterstof
Hoewel het oppervlak van Mars vandaag de dag koud en onherbergzaam is, denken wetenschappers dat een dikkere atmosfeer verrijkt met broeikasgassen – zoals koolstofdioxide en waterdamp – de planeet in het verleden heeft opgewarmd. Sommige klimaatmodellen tonen aan dat waterstof in de atmosfeer noodzakelijk kan zijn geweest om de temperatuur voldoende te verhogen waardoor er vloeibaar water aan het oppervlak ontstond.

“Het voorkomen van waterstof als broeikasgas in de atmosfeer is best interessant, zowel om de klimaatgeschiedenis van Mars uit te leggen als voor de bewoonbaarheid,” stelt onderzoeker Jennifer Stern. “Een potentieel verband tussen een warmer klimaat met vloeibaar water en een toename van de productie van nitraten die noodzakelijk zijn voor leven, is erg spannend.” En deze twee zaken lijken nu bij elkaar te passen en elkaar te versterken. Hoewel de echte samenstelling van de atmosfeer van de rode planeet nog altijd een mysterie is, kunnen de resultaten uit de studie wellicht wel meer stukjes opleveren die uiteindelijk die ene klimaatpuzzel van Mars zullen oplossen.