Hoe de atmosfeer van Mars verdampte in de ruimte

De noordpool van Mars

De noordpool van Mars. De rendering is gemaakt aan de hand van foto’s van de Mars Express en data van de MOLA aan boord van de Mars Global Surveyor.

Mars heeft mogelijk ooit een atmosfeer gehad die vergelijkbaar was met de atmosfeer van de Aarde maar heeft die verloren als gevolg van intense zonnewind en ultraviolette straling. De nieuwe bevindingen werpen niet alleen nieuw licht op de bewoonbaarheid van de jonge planeet Mars maar ook op die van exoplaneten.

Mars is tegenwoordig een koude woestijnwereld met een extreem ijle atmosfeer. De atmosferische druk aan het oppervlak van Mars komt overeen met 1/100-ste tot 1/1000-ste van de druk op zeeniveau op Aarde. De atmosferische druk op de Mount Everest, het hoogste punt op Aarde, bedraagt ongeveer 1/3-de van de druk op zeeniveau.

In de ijle atmosfeer van Mars kan water heel gemakkelijk koken. Echter recent onderzoek heeft aangetoond dat Mars in het verleden beschikte over grote watervoorraden. We kunnen dat nog terug zien aan de gevormde mineralen en aan oude rivierbeddingen. Dit suggereert dat de Martiaanse atmosfeer vroeger veel dikker was dan nu en dat er miljarden jaren geleden mogelijk oceanen voorkwamen.

Om meer te leren over hoe de Martiaanse atmosfeer in de loop van de tijd is veranderd hebben astronomen in een nieuwe studie uitgebreid de gegevens van de MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution)-missie bekeken. Ze keken speciaal naar het edelgas Argon (Ar), dit is een gas dat chemisch zeer stabiel is en nauwelijks reageert met andere elementen.

De onderzoekers bekeken twee verschillende isotopen van Aron: het lichtere Argon-36 en het zwaardere Argon-38. Ieder isotoop van een element heeft een ander aantal neutronen in zijn kern. Argon-36 heeft 18 neutronen en Argon-38 heeft 20 neutronen.

Argon-36 komt op grotere hoogtes meer voor dan Argon-38. Mogelijk wordt dit lichtere isotoop dan ook eerder uit de atmosfeer verwijderd als gevolg van ultraviolette straling van de Zon en door de hoogenergetische deeltjes van de zonnewind.

De concentraties van deze twee argon isotopen op verschillende hoogtes in de atmosfeer van Mars suggereert dat sinds het ontstaan van Mars ongeveer 66% van de atmosfeer is verdwenen. De verdwijning van gas de ruimte in heeft mogelijk een hele belangrijke rol gespeeld in de klimaatsveranderingen op de rode planeet.

Uitgaande van de berekende argonverliezen heeft men ook de verliezen aan andere gassen berekend. Deze resultaten suggereren dat de Martiaanse atmosfeer ooit rijk aan koolstofdioxide was en dat de atmosferische druk aan het oppervlak van de planeet ooit ongeveer hetzelfde is geweest als de atmosferische druk op zeeniveau hier op Aarde.

Koolstofdioxide (CO2) is een broeikasgas. Dit betekent dat het warmte kan vasthouden waardoor planeten kunnen opwarmen. Het verlies aan CO2-gas kan helpen verklaren waarom de planeet is veranderd van een bewoonbare wereld in de koude woestijn die we er vandaag aantreffen. Daarnaast hebben wetenschappers nu methodes in handen gekregen die kunnen helpen bij het bestuderen van potentieel bewoonbare exoplaneten.

 

Eerste publicatie: 7 april 2017
Bron: diverse persberichten, NASA