Deze wolken zouden mogelijk in het verleden de planeet hebben opgewarmd tot boven het vriespunt.

Op ongeveer 30 kilometer boven het oppervlak van Mars zweven sluiers van wolken die bestaan uit waterijs. Astronomen weten hier al een tijd vanaf, maar breken zich nog altijd het hoofd over hoe deze precies worden gevormd. Amerikaanse onderzoekers verbonden aan de Universiteit van Colorado hebben het mysterie nu mogelijk ontrafeld. Het geheime ingrediënt? Meteoren.

Wolken
Het onderzoek begon met een basisfeit over wolken: ze komen niet uit het niets. “Wolken vormen zich niet zomaar,” zegt onderzoeksleider van de studie Victoria Hartwick. “Ze hebben iets nodig waar ze op kunnen condenseren.” Op aarde zien laaghangende wolken bijvoorbeeld het levenslicht als kleine korreltjes zeezout of stofdeeltjes de lucht in worden geblazen. Watermoleculen klonteren rond deze deeltjes samen en worden vervolgens groter en groter, totdat ze de witte dotten vormen die wij kunnen zien.


Ruimtepuin
Op Mars is het proces enigszins vergelijkbaar. “Op Mars worden ijskristalletjes gevormd door stof dat afkomstig is van oppervlakteafzettingen,” legt Harwick desgevraagd aan Scientias.nl uit. Maar toch kan dit volgens de onderzoeker de waargenomen wolken niet volledig verklaren. En dus zochten de onderzoekers verder. “We stellen nu voor dat ijzig stof dat wordt gevormd door ruimtepuin en inslaat in de atmosfeer, mogelijk bijdraagt aan de vorming van de wolken op Mars,” zegt Hartwick.

Computersimulatie van de wolken in het middelste gedeelte van de atmosfeer van Mars. Afbeelding: Victoria Hartwick

Aarde
Het idee is misschien niet zo vreemd als het klinkt. “Het proces speelt zich eigenlijk ook op aarde af,” vertelt Hartwick, “en is waarschijnlijk verantwoordelijk voor een bepaald type wolken die bekend staan als ‘lichtende nachtwolken’. Deze wolken vormen zich tijdens de zomer in de koudste regionen in de atmosfeer van onze planeet.” Hartwick legt uit dat er per dag ongeveer twee tot drie ton ruimtepuin op Mars regent. Deze meteoren vallen uiteen in de atmosfeer van de planeet, waardoor er enorme hoeveelheden stof in de lucht terechtkomen. Om te onderzoeken of dit stof inderdaad zou bijdragen aan de vorming van de mysterieuze wolken op Mars, haalden Hartwick en haar collega’s er computersimulaties bij die de stroming en turbulentie van de atmosfeer van de planeet probeerden na te bootsen. En inderdaad, toen ze de meteoren in hun berekeningen opnamen, verschenen er wolken. “Ze blijken bovendien ook op de juiste plaatsen te verschijnen,” zegt Hartwick.

Klimaat
Wie nu grote, dreigende wolken voor zich ziet, heeft het mis. De wolken die het team bestudeerden, lijken veel meer op de zachte structuur van een suikerspin. Toch hebben ze een groots effect. De simulaties lieten bijvoorbeeld zien dat de wolken in het middelste deel van de atmosfeer een grote impact kunnen hebben op het klimaat van de rode planeet. “Dat ze dun zijn en je ze niet echt kunt zien, betekent niet dat ze geen effect hebben op de dynamiek van het klimaat,” zegt Hartwick. Op sommige plaatsen in de atmosfeer brachten de wolken temperatuurschommelingen van wel tien graden Celsius teweeg. “De wolken gaan een wisselwerking aan met binnenkomende zonnestraling en thermische straling die door het oppervlak wordt uitgezonden,” legt Hartwick uit als we haar vragen hoe dit precies zit. “Deze wolken verschijnen tijdens de schemering en verwarmen dan tijdelijk de atmosfeer. Ze blijven gedurende de nacht hangen en verdampen in de loop van de volgende dag.” Op het oppervlak van Mars zelf is echter niets te merken. “Er is geen duidelijke temperatuurverandering aan de oppervlakte,” gaat Hartwick verder. “Wat we wel zien is dat de wolken de circulatie rond de krater Hadley veranderen. Bovendien zijn ze erg belangrijk bij de vorming van de de seizoensgebonden wolken die boven het noordelijke halfrond verschijnen.”


De bevindingen herinneren ons eraan dat planeten en hun weerpatronen geen afzonderlijke systemen zijn, maar dat ze worden beïnvloed door externe factoren. “We zijn gewend te denken dat de aarde, Mars en andere hemellichamen op zichzelf staande planeten zijn en hun eigen klimaat bepalen,” zegt Hartwick. “Maar het klimaat is niet onafhankelijk van het omringende zonnestelsel.” Bovendien kunnen de resultaten ook helpen om te achterhalen hoe de planeet in de loop van de tijd is geëvolueerd. Mogelijk kunnen ze zelfs helpen verklaren hoe het kan dat er ooit vloeibaar water op het oppervlak van de rode planeet voorkwam. “Onlangs heeft onderzoek aangetoond dat stralingswarmte, ontstaan door wolken van waterijs op grote hoogte, de oppervlaktetemperaturen mogelijk zou kunnen hebben verhoogd tot boven het vriespunt,” legt Hartwick uit. “Bovendien denken we dat er vroeger veel meer ruimtepuin op Mars neerstortte dan nu het geval is en dus een grote bijdrage leverde aan de vorming van wolken. We moeten echter nog veel werk verzetten om dit proces te onderzoeken.”