Meteorieten verraden dat de vorming van Mars veel meer tijd in beslag nam dan gedacht.

Het piepjonge zonnestelsel was waarschijnlijk een gewelddadige en chaotische plek. Objecten zoals planetesimalen – bouwblokken van planeten met een diameter tot zo’n 2000 kilometer – werden door het heelal geslingerd, waar ze in botsing kwamen met andere hemellichamen, zoals Mars. In een nieuwe studie gepubliceerd in het prestigieuze vakblad Science Advances hebben onderzoekers deze oeroude botsingen bestudeerd en komen daarbij tot een opvallende conclusie: de vorming van Mars duurde waarschijnlijk veel langer dan wetenschappers tot nu toe hadden gedacht.

Meteorieten
Een belangrijk vraagstuk binnen de planetaire wetenschap is hoe Mars precies is ontstaan en in welke mate zijn vroege evolutie is beïnvloed door botsingen. Dit is echter geen makkelijke vraag. Door de tand des tijds zijn de meeste sporen van dit soort vroege inslagen op de rode planeet allang uitgewist. Gelukkig is een deel van de evolutie van Mars vastgelegd in meteorieten. Van de 61.000 meteorieten die tot op heden op aarde zijn aangetroffen, denken onderzoekers dat er ongeveer 600 afkomstig zijn van de rode planeet.


Elementen
De onderzoekers besloten zich in de studie over deze Martiaanse meteorieten te buigen. En daarbij komen ze tot een opvallende bevinding. De meteorieten vertonen namelijk grote variaties in de zogenoemde ijzerminnende elementen, zoals wolfraam en platina. Terwijl de planeet zich aan het vormen is, worden deze elementen als een soort magneet naar de centrale, ijzeren kern getrokken. Toch troffen de onderzoekers in de meteorieten wolfraam en platina aan. En dat betekent dat Mars nog werd gebombardeerd met planetesimalen toen de vorming van de kern al afgerond was.

Vorming
Op basis van eerdere studies naar Martiaanse meteorieten, is beweerd dat Mars zich relatief snel vormde; ongeveer in twee tot vier miljoen jaar na de geboorte van het zonnestelsel. Maar dat blijkt nu een iets te voorbarige conclusie. Grote botsingen kunnen namelijk aan de isopotische balans van wolfraam hebben gesleuteld, wat een vertekend beeld geeft over de vorming van Mars. Uit het huidige onderzoek blijkt namelijk dat het ook wel een slordige 20 miljoen jaar zou kunnen hebben geduurd voordat Mars ‘af’ was. “Inslagen van objecten die over een eigen kern en mantel beschikken, kunnen resulteren in een heterogeen mengsel van materialen in de vroege Marsmantel,” legt onderzoeker Robin Canup uit. “Dit kan leiden tot andere interpretaties over de tijdschaal van de vorming van Mars.”

Computersimulatie van de jonge planeet Mars. Inslagen van planetesimalen zorgden voor een heterogeen mengsel van materialen in de vroege Marsmantel. Afbeelding: Courtesy of Southwest Research Institute

De meteorieten die op aarde zijn geland, zijn waarschijnlijk afkomstig van slechts enkele plaatsen op de rode planeet. En dus hebben we nu eigenlijk te weinig meteorieten voor handen om een goede indicatie te geven over hoe lang het duurde voordat Mars was gevormd. De onderzoekers kijken nu alweer uit naar de volgende Marsmissies om het raadsel op te lossen. “Om volledig grip op Mars te krijgen, moeten we de rol gaan begrijpen die de allereerste inslagen speelden in zijn evolutie en samenstelling,” concludeert onderzoeksleider Simone Marchi. Waarschijnlijk hoeven we daar niet eens zo lang op te wachten. Dit jaar staan er bijvoorbeeld al vier ruimtemissies naar Mars gepland. Tijdens de expedities zullen er ook monsters verzameld worden die vervolgens naar de aarde zullen worden gebracht voor nadere analyse.En deze monsters kunnen ons nieuwe informatie verschaffen over de variabiliteit van ijzerminnende elementen, waardoor we de vroege evolutie van de rode planeet beter te gaan begrijpen.