Mars te klein om bewoonbaar te zijn

De bewoonbaarheid van Mars word beperkt door zijn geringe grootte. Dit schrijven planeetwetenschappers van de Washington University in St. Louis.

Oceaan op Mars
Deze artist impressie toont hoe Mars er mogelijk 4 miljard jaar geleden uit heeft gezien. Credit: M. Kornmesser / ESO.

Volgens senior onderzoeker dr. Kun Wang van de afdeling Aard- en Planetaire Wetenschappen aan de Washington University in St. Louis was het lot van Mars van het begin af aan al bezegeld.

Er is, volgens de onderzoekers, waarschijnlijk een drempel voor de groottevereisten van rotsachtige planeten om voldoende water vast te houden en plaattektoniek mogelijk te maken. Die vereist een grotere massa dan Mars heeft.

In de studie gebruikten Dr. Wang en collega’s stabiele isotopen van kalium om de aanwezigheid, verdeling en abundantie van vluchtige elementen op verschillende planetaire objecten te schatten.

Ze besloten kalium te gebruiken als een soort tracer voor meer vluchtige elementen en verbindingen zoals water.

Dit is een relatief nieuwe methode die afwijkt van eerdere pogingen om kalium-tot-thoriumverhoudingen te gebruiken die zijn verzameld door remote sensingtechnieken en chemische analyse om de hoeveelheid vluchtige stoffen te bepalen die Mars ooit had.

De onderzoekers maten de kalium isotoopsamenstellingen van 20 eerder bevestigde Marsmeteorieten die geselecteerd waren als representatief voor de bulksilicaatsamenstelling van Mars.

Met behulp van deze benadering stelden ze vast dat Mars tijdens zijn ontstaan meer kalium en andere vluchtige verbindingen heeft verloren dan de Aarde maar meer van deze vluchtige verbindingen wist te behouden dan bijvoorbeeld de Maan en de asteroïde 4 Vesta. Dit zijn twee veel kleinere en drogere objecten dan de Aarde en Mars.

Ze vonden een goed gedefinieerde overeenkomst tussen grootte van het object en de samenstelling van de kaliumisotopen.

De reden voor veel lagere hoeveelheden vluchtige elementen en hun verbindingen in gedifferentieerde planeten dan in primitieve ongedifferentieerde meteorieten is een al lang bestaande vraag, aldus de onderzoekers.

De bevinding van de correlatie van de samenstelling van de kaliumisotopen met de zwaartekracht van de planeet is een nieuwe ontdekking met belangrijke kwantitatieve implicaties voor wanneer en hoe de gedifferentieerde planeten hun vluchtige stoffen ontvingen en verloren.

Meteorieten van Mars zijn de enige monsters die wetenschappers hebben om de chemische samenstelling van Mars te bepalen. Die meteorieten hebben een leeftijd variërend van enkele honderden miljoenen tot ongeveer 4 miljard jaar en ze hebben de vluchtige evolutiegeschiedenis van Mars vastgelegd.

Door de isotopen van matig vluchtige elementen zoals kalium te meten kunnen we de mate van vluchtige uitputting van planeten afleiden en vergelijkingen maken tussen verschillende objecten in ons zonnestelsel, aldus Dr. Wang.

Het staat buiten kijf dat er vroeger vloeibaar water over het oppervlak van Mars heeft gestroomd maar hoeveel water in totaal Mars ooit heeft gehad is moeilijk te bepalen aan de hand van alleen remote sensingtechnieken en marsrovers.

Er zijn veel modellen voor het watergehalte van Mars. In sommige van die modellen was Mars vroeger zelfs natter dan de Aarde. Dr. Wang en collega’s geloven niet dat dat het geval was.

Artikel: Zhen Tian et al. 2021. Potassium isotope composition of Mars reveals a mechanism of planetary volatile retention. PNAS 118 (39): e2101155118;

Eerste publicatie: 21 september 2021
Bron: Sci-News & anderen