Mars

Mars – inleiding

Mars en de Aarde

Mars in grootte vergeleken met de Aarde

Mars is de vierde planeet in het zonnestelsel. De planeet met de bloedrode kleur is heel toepasselijk vernoemd naar de Romeinse god van de Oorlog. De Romeinen kopieerden de Grieken die de planeet hadden vernoemd naar Ares, hun eigen oorlogsgod. Andere beschavingen gaven de planeet namen die passen bij de kleur. Bij de Egyptenaren heette de planeet “Hes Desher” hetgeen “de rode” betekent en bij de Chinezen was Mars de vuurplaneet.

Fysische kenmerken

Regoliet
De heldere roestbruine kleur van Mars wordt veroorzaakt door mineralen die rijk zijn aan ijzer en die voorkomen in het regoliet van Mars. Het regoliet is de laag stof en gesteente die het oppervlak bedekt. De grond van de Aarde is ook een soort regoliet ofschoon die vol zit met organisch materiaal. De ijzer mineralen in het regoliet van Mars oxideren (roesten) en dat veroorzaakt de rode kleur.

Geologie

De koude en ijle atmosfeer van Mars voorkomt dat water lange tijd aan het oppervlak kan voorkomen. Ofschoon Mars in grootte slechts de helft van de diameter van de Aarde is, heeft de planeet evenveel land als onze eigen planeet.

Mars kent zowel de hoogste berg als de diepste en langste vallei van het zonnestelsel. Olympus Mons is ongeveer 27 kilometer hoog, dat is drie keer de Mount Everest. Valles Marineris, vernoemt naar de ruimtesonde Mariner-9 die de vallei in 1971 ontdekte, heeft een maximale diepte van 10 kilometer en is ongeveer 4000 kilometer lang. Dat komt ongeveer overeen met de breedte van Australië.

Mars heeft ook de grootste vulkanen van het zonnestelsel, Olympus Mons heeft een doorsnede van 600 kilometer. Het is een schildvulkaan die geleidelijk aan uit het oppervlak omhoog komt. Wetenschappers denken dat Valles Marineris is ontstaan door het splijten van de korst toen lokaal het oppervlak werd opgerekt. Individuele kloven in dit klovensysteem kunnen meer dan 100 kilometer breed zijn. Ze komen bij elkaar in het centrale deel van Valles Marineris in een gebied dat meer dan 600 kilometer breed is. Er zijn gelaagde sedimentafzettingen gevonden die suggereren dat er vroeger water heeft gevloeid.

Kraters, kloven en geulen komen overal voor op Mars en het lijkt er op dat er in een niet zo heel erg ver verleden vloeibaar water heeft gestroomd op de planeet. Er zijn kanalen aangetroffen van 100 kilometer breed en wel 2000 kilometer lang. Mogelijk dat er in scheuren en poriën in de ondergrond nog steeds water aanwezig is.

Grote delen van Mars zijn vlakke laag gelegen vlaktes. De laagste delen van de noordelijke vlaktes behoren tot de vlakste delen in het zonnestelsel. Mogelijk zijn ze ontstaan doordat er lange tijd water over heen heeft gevloeid. Het noordelijk halfrond ligt gemiddeld lager dan het zuidelijk halfrond hetgeen er op duidt dat de korst op het noordelijk halfrond mogelijk dunner is dan op het zuidelijk halfrond. Dit zou kunnen zijn veroorzaakt door een hele grote inslag kort na het ontstaan van de planeet.

Het aantal kraters op de planeet verschil van plaats tot plaats en is afhankelijk van de leeftijd van het oppervlak. Een groot deel van het oppervlak aan het zuidelijk halfrond is erg oud en heeft dus veel meer kraters, inclusief de grootste met een doorsnede van 2300 kilometer Hellas Platina. Een groot deel van het noordelijk halfrond is veel jonger en er zijn dan ook veel minder kraters zichtbaar. Sommige vulkanen hebben maar een paar kraters hetgeen suggereert dat ze relatief recent nog zijn uitgebarsten waarbij de lava de oudere kraters heeft gevuld. Er zijn structuren zichtbaar die er op wijzen dat er massale modderstromen hebben gevloeid waarschijnlijk ontstaan doordat een grote inslag het onder de grond bevindende ijs heeft doen smelten.

Poolkappen

Vanaf de polen strekken zich lagen waterijs gemengd met stof uit tot op de 80-ste breedtegraad. Ze zijn waarschijnlijk al lang geleden gevormd als neerslag uit de atmosfeer. Boven op deze laag bevindt zich een laag waterijs die het hele jaar door is bevroren. Gedurende de winter groeit er op deze laag nog een laag ijs die bestaat uit kooldioxide, dat als droogijs uit de atmosfeer bevriest. Deze laag kan zich uitstrekken tot ongeveer de 45-ste breedtegraad. Deze laag koolzuur sneeuw heeft een hele losse structuur als vers gevallen sneeuw op Aarde.

Klimaat

Mars is veel kouder dan de Aarde. De gemiddelde temperatuur op de planeet bedraagt min 60 °C. Gedurende de winter kan het aan de polen min 125 °C worden maar aan de evenaar kan de temperatuur oplopen tot 20 °C.

De atmosfeer van Mars is rijk aan kooldioxide maar de atmosfeer is 100 maal ijler dan de Aardse atmosfeer. Deze ijle atmosfeer zorgt er voor dat er geen wolken, winden en weer is. De dichtheid van de atmosfeer varieert met de seizoenen; gedurende de winter bevriest kooldioxide uit de atmosfeer.

De Mars Reconnaissance Orbiter van de NASA heeft het eerste bewijs gevonden voor het voorkomen van wolken van kooldioxide sneeuw waarmee Mars de enige planeet in het zonnestelsel is die een dergelijk winter weerbeeld kent.

De stofstormen op Mars zijn de grootste in het zonnestelsel, ze kunnen grote delen van de planeet gedurende maanden bedekken. Er zijn verschillende theorieën waarom de stofstormen zo immens groot kunnen worden. Men denkt dat stofdeeltjes in de lucht het zonlicht absorberen en daardoor de atmosfeer in hun omgeving opwarmen. Deze warmere luchtzakken bewegen zich naar koudere delen en wekken daar winden op. Sterkere winden tillen meer stofdeeltjes op van de bodem die weer zonlicht uit de atmosfeer absorberen en zo weer meer wind opwekken en nog meer stof laten opwervelen.

Baankenmerken

De rotatie-as van Mars maakt, net zoals de as van de Aarde, een hoek ten opzichte van zijn baanvlak om de Zon. Dit betekent, dat net als op Aarde, de hoeveelheid zonlicht op bepaalde delen van de planeet varieert gedurende het jaar en dat Mars dus ook seizoenen kent.

De seizoenen op Mars zijn echter wel een heel stuk extremer dan op Aarde. Dit komt doordat de baan van de planeet elliptischer is. Bij de dichtste nadering tot de Zon is het zuidelijk halfrond naar de Zon gericht en dit veroorzaakt een hete korte zomer. Het noordelijk halfrond beleeft dan een korte koude winter. Tijdens de grootste afstand tot de Zon is het noordelijk halfrond naar de Zon toe gericht en dit zorgt dan voor een lange milde zomer. Het zuidelijk halfrond heeft dan een lange en koude winter.

Samenstelling en structuur

Samenstelling atmosfeer (in volume-%): 95,32% koolstofdioxide, 2,7% stikstof, 1,6% Argon, 0,13% zuurstof, 0,08% koolstofmonoxide, sporen van water, stikstofoxide, neon, waterstofdeuteriumoxide, krypton en xenon.

Magneetveld: Mars heeft geen allesomvattend magneetveld maar er zijn delen in de korst waar het magnetisme tot tien maal sterker is als op Aarde. Het zijn vermoedelijk resten van een magneetveld dat vroeger de hele planeet omvatte.

Chemische samenstelling: Mars heeft vermoedelijk een vaste kern van ijzer, nikkel en zwavel. De mantel van de planeet is vergelijkbaar met de mantel van de Aarde. Die bestaat voor een groot deel uit peridotiet dat bestaat uit silicium, zuurstof, ijzer en magnesium. De korst bestaat voornamelijk uit vulkanisch basaltgesteente ofschoon er ook op het noordelijk halfrond een vorm van andesiet is gevonden. Dit is vulkanisch gesteente dat meer silicaten bevat dan basalt.

Interne structuur: wetenschappers denken dat de kern van Mars een doorsnede heeft van 300 tot 4000 kilometer. De mantel is ongeveer 1400 tot 1900 kilometer dik en de korst is ongeveer 30 kilometer dik.

Baan en rotatie

Gemiddelde afstand tot de Zon: 227.936.640 km. Ter vergelijking: 1,524 maal die van de Aarde.

Perihelium (dichtste nadering tot de Zon): 206.600.000 km. Ter vergelijking: 1,404 maal die van de Aarde.

Aphelium (grootste afstand tot de Zon): 249.200.000 km. Ter vergelijking: 1,638 maal de afstand tot de Zon.

De manen van Mars

Mars heeft twee manen die Phobos en Deimos worden genoemd. Beide manen zijn in 1877 binnen één week ontdekt door Asaph Hall. Hall was al lang aan het zoeken naar manen bij Mars en wilde eigenlijk opgeven toen hij door zijn vrouw Angelina werd aangemoedigd om toch verder te zoeken; één dag later ontdekte hij Deimos en zes dagen later ontdekte hij Phobos. Hall vernoemde de manen naar zonen van de oorlogsgod Ares. Phobos betekent Angst en Deimos betekent Paniek.

Zowel Phobos als Deimos bestaan voornamelijk uit koolstofrijk gesteente dat is gemengd met ijs. Beide manen zijn bedekt met een dikke laag stof en los gesteente. Vergeleken met onze eigen Maan zijn ze erg klein. Ze hebben een onregelmatige vorm. Phobos heeft een diameter van ongeveer 27 kilometer en Deimos heeft een diameter van maximaal 15 kilometer.

Beide manen zijn bedekt met kraters. Deze kraters zijn ontstaan door inslagen van meteorieten. Het oppervlak van Phobos vertoont een regelmatig patroon van groeven die mogelijk zijn ontstaan door scheuren tijdens het ontdaan van de grootste krater op de maan. Deze krater heeft een doorsnede van 10 kilometer, bijna de helft van de maan. Beide manen draaien in een gebonden rotatie om Mars heen. Dat betekent dat ze, net als onze eigen Maan, altijd met dezelfde zijde naar Mars zijn gericht.

Waar Phobos en Deimos vandaan komen is niet zeker. Mogelijk zijn het asteroïden die zijn ingevangen door de aantrekkingskracht van Mars maar mogelijk zijn ze ook gevormd in een baan om de planeet in de periode dat Mars zelf ook ontstond. Uit ultraviolet licht dat door Phobos wordt weerkaatst zou blijken dat het gaat om een ingevangen asteroïde.

Phobos spiraliseert langzaam naar Mars toe, per eeuw ongeveer 1,8 meter. Binnen 50 miljoen jaar zal de maan dan ook te pletter slaan op Mars of al eerder uit elkaar worden getrokken en een ring van stofdeeltjes om de planeet vormen.

Onderzoek en verkenning

Galileo Galilei was de eerste die Mars door een telescoop bestudeerde. Een eeuw later werden de poolkappen voor het eerst waargenomen. In de 19-de en 20-ste eeuw waren er astronomen die geloofden dat er lange kanalen zichtbaar waren op Mars. Kanalen die zouden duiden op een beschaving. Later bleek het te gaan om een verkeerde interpretatie van donkere gebieden die ze hadden gezien.

In de zestiger jaren van de vorige eeuw werd Mars voor het eerst bezocht door ruimtesondes. In 1964 werd de Mariner-4 gelanceerd en in 1969 de Mariner-6 en Mariner-7. Door deze ruimtesondes veranderde Mars in een barre wereld waar geen tekenen van een beschaving zichtbaar waren. In 1971 werd de Mariner-9 in een baan om Mars gebracht. Mariner-9 bracht ongeveer 80% van het oppervlak van de planeet in kaart en ontdekte vulkanen en kloven.

In 1976 landde de Viking-1 op de rode planeet. Viking-1 maakte de eerste gedetailleerde foto’s van de bodem maar vond ook geen overtuigend bewijs van leven. De volgende twee ruimtesondes die een bezoek brachten aan Mars waren de Mars Pathfinder die op de planeet landde en de Mars Global Surveyor die in een baan om de planeet werd gebracht. Beide toestellen werden in 1976 gelanceerd. De Pathfinder had een kleine rover aan boord, de Sojourner die rondreed op de planeet en de bodem en het gesteente onderzocht.

In 2001 werd de Mars Odyssey gelanceerd. Deze ruimtesonde draait nu (2014) nog steeds in een baan om de planeet en heeft onder andere water aangetoond onder het oppervlak van de planeet. Dit water bevindt zich in de bovenste meter van het oppervlak. Het is niet zeker of er nog meer water dieper in de bodem aanwezig is omdat de ruimtesonde dit niet kan zien.

In 2003 vond de dichtste nadering tussen Mars en de Aarde in 60.000 jaar plaats. In dat jaar werden de Marsrover Opportunity en Spirit gelanceerd. Ook deze rovers ontdekten water onder het oppervlak van de planeet. In 2008 stuurde NASA de Phoenix naar de noordpool van Mars om daar op zoek te gaan naar water.

Momenteel (2014) draaien de Mars Reconnaissaince Orbiter van de NASA en de Mars Express van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA hun rondjes om de planeet. In 2011 begon de Marsrover Opportunity aan zijn onderzoek op de rode planeet.

In september 2014 arriveerde de Amerikaanse MAVEN bij Mars. Enkele dagen eerder was het de beurt aan de Indiase ruimtesonde MOM (Mars Orbiter Mission).

Het zijn niet alleen robotverkenners die we naar Mars sturen. Tegen 2030 wil de NASA ook mensen naar de planeet toesturen. Daarnaast onderzoekt het particuliere Mars One-project de kolonisatie van Mars.

Mogelijk leven?

Het is mogelijk dat er ooit leven op Mars is geweest. Er zijn wetenschappers die beweren dat er nog steeds leven mogelijk is op de planeet. Mars heeft mogelijk in een ver verleden oceanen gekend. Tegenwoordig is Mars een koude woestijnachtige planeet maar mogelijk bevindt er zich vloeibaar water in de ondergrond waar nog steeds primitieve levensvormen voorkomen. De Curiosity heeft bewijs gevonden voor een meer dat mogelijk ooit geschikt was voor leven op de planeet ook zijn andere ingrediënten aanwezig op de planeet die leven zouden kunnen ondersteunen.

Dit alles leidt er toe dat wetenschappers nog steeds enthousiast zijn over de mogelijkheden tot leven op de planeet en we de komende decennia de planeet nog beter willen onderzoeken.

 

Eerste publicatie: 24 december 2012
Laatste keer bewerkt op: 8 april 2017