IJskappen bedekten de zuidelijke hooglanden van Mars

De noordpoolkap van Mars
Deze opname van Mars toont de noordelijke ijskap van de planeet. Credit: ISRO / ISSDC / Emily Lakdawalla.

De zuidelijke hooglanden van Mars worden doorsneden door netwerken van honderden oude valleien die 3,9 tot 3,5 miljard jaar oud zijn. Ze zijn het bewijs dat er ooit veel water op de planeet heeft gestroomd. Volgens nieuw onderzoek zijn deze netwerken van valleien uitgesneden door smeltend water onder ijskappen en niet door vrij stromend water zoals eerder aangenomen.

De laatste 40 jaar, sinds de eerste ontdekking van valleien op Mars, is aangenomen dat er ooit rivieren op de planeet hebben gestroomd die erosie veroorzaakten en waaruit al die valleien zijn ontstaan. Maar er zijn duizenden valleien op Mars en ze lijken allemaal erg verschillend te zijn.

Als je met een satelliet naar de Aarde kijkt dan zie je ook veel valleien. Sommigen zijn gemaakt door rivieren, sommigen door gletsjers en sommigen door andere processen. Maar ze hebben allemaal een kenmerkende vorm. In dat opzicht lijkt Mars op de Aarde: de valleien zijn allemaal verschillend van elkaar en dat suggereert dat er verschillende processen betrokken zijn geweest bij hun ontstaan.

De overeenkomsten tussen veel valleien op Mars en de subglaciale kanalen op Devon Island in het Canadese noordpoolgebied waren de motivatie om dit onderzoek uit te voeren. Devon Island vertoont grote overeenkomsten met Mars. Het is een koude, droge polaire woestijn en de werking van het ijs is voornamelijk gebaseerd op de lage temperaturen.

Valleien op Mars
Netwerk van valleien op Mars. Credit: Grau Galofre et al, doi: 10.1038/s41561-020-0618-x.

Tijdens het onderzoek analyseerden de wetenschappers 10.276 delen van valleien op Mars. Ze gebruikten hiervoor een nieuw ontwikkeld computeralgoritme om hun onderliggend erosieproces te bepalen. De gegevens die ze gebruikten waren afkomstig van de Amerikaanse Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) aan boord van de Mars Global Surveyor en de High Resolution Stereo Camera (HRSC) aan boord van de Europese Mars Express.

Deze resultaten zijn het eerste bewijs voor uitgebreide subglaciale erosie als gevolg van gekanaliseerde smeltwaterafvoer onder een oude ijskap. Volgens de onderzoekers tonen de bevindingen aan dat slechts een fractie van de valleinetwerken overeenkomt met patronen die typisch zijn voor oppervlaktewatererosie en dat staat in schril contract met de conventionele beeld.

Het gebruik van de geomorfologie van het oppervlak van Mars om het karakter en de evolutie van de planeet op een statistisch betekenisvolle manier rigoureus te reconstrueren is volgens de onderzoekers een revolutionaire aanpak.

De theorie van het onderzoeksteam helpt ook bij het uitleggen hoe, 3,8 miljard jaar geleden, de valleien op Mars zouden zijn ontstaan op een planeet die verder van de Zon is verwijderd dan de Aarde en in een periode dat de Zon veel minder intens was. Klimaatmodellering voorspelt volgens de onderzoekers dat het oude klimaat op Mars veel koeler was in de tijd dat de netwerken van valleien ontstonden.

De onderzoekers hebben geprobeerd alles bij elkaar te brengen en er een hypothese voor op te stellen die niet eerder was bedacht: onder de ijskappen kunnen kanalen en netwerken van valleien ontstaan als onderdeel van een afvoersysteem dat zich van nature vormt onder een ijskap als er zich aan de basis water ophoopt.

Deze omgevingen zouden ook betere overlevingsomstandigheden bieden voor mogelijk oud leven op de planeet.

Een ijskap zou meer bescherming en stabiliteit geven aan het onderliggende water en ook meer bescherming tegen zonnestraling als er geen magneetveld is. Mars heeft ooit een magneetveld gehad maar dat is ook al miljarden jaren geleden verdwenen.

Het onderzoek is recent in het tijdschrift Nature Geoscience gepubliceerd.

Artikel: A. Grau Galofre et al. Valley formation on early Mars by subglacial and fluvial erosion. Nat. Geosci, published online August 3, 2020;

 

Eerste publicatie: 5 augustus 2020
Bron: Sci-News en anderen