Hoe meer we Mars verkennen, hoe meer het op de aarde lijkt. Afbeelding tegoed: NASA Klik om te vergroten
Een van de paradoxen van recente verkenningen van het oppervlak van Mars is dat hoe meer we de planeet zien, hoe meer hij op de aarde lijkt, ondanks een heel groot verschil: complexe levensvormen bestaan al miljarden jaren op aarde, terwijl Mars nooit heeft gezien leven groter dan een microbe, als dat zo is.
"De ronde heuvels, meanderende stroomkanalen, delta's en alluviale ventilatoren zijn allemaal schokkend bekend", zegt William E. Dietrich, professor aard- en planeetwetenschappen aan de University of California, Berkeley. “Dit bracht ons ertoe te vragen: Kunnen we alleen aan de hand van de topografie en, bij gebrek aan de duidelijke invloed van mensen, zien dat het leven de aarde doordringt? Maakt het leven uit? '
In een paper gepubliceerd in het nummer van 26 januari van het tijdschrift Nature, meldden Dietrich en afgestudeerde student J. Taylor Perron, tot hun verbazing, geen duidelijke handtekening van leven in de landvormen van de aarde.
"Ondanks de diepgaande invloed van biota op erosieprocessen en landschapsevolutie, verrassend genoeg,? Zijn er geen landvormen die alleen kunnen bestaan in aanwezigheid van leven en daarom zou een abiotische aarde waarschijnlijk geen onbekende landschappen presenteren", zei Dietrich.
In plaats daarvan stellen Dietrich en Perron voor dat het leven - alles van de laagste planten tot grote grazende dieren - een subtiel effect op het land creëert dat voor het oog niet duidelijk is: meer van de "mooie, ronde heuvels" die typisch zijn voor de begroeide gebieden van de aarde, en minder scherpe, rotsachtige ruggen.
'Afgeronde heuvels zijn de puurste uitdrukking van de invloed van het leven op de geomorfologie', zei Dietrich. "Als we over een aarde zouden kunnen lopen waarop leven is geëlimineerd, zouden we nog steeds ronde heuvels, steile rotsbergen, meanderende rivieren, enz. Zien, maar hun relatieve frequentie zou anders zijn."
Toen een NASA-wetenschapper Dietrich een paar jaar geleden erkende dat hij niets in het Marslandschap zag dat geen parallel had op aarde, begon Dietrich na te denken over de effecten die het leven heeft op landvormen en of er iets onderscheidend is aan de topografie van planeten met leven, versus planeten zonder leven.
"Een van de minst bekende dingen van onze planeet is hoe de atmosfeer, de lithosfeer en de oceanen met het leven in wisselwerking staan om landvormen te creëren", zegt Dietrich, een geomorfoloog die al meer dan 33 jaar de erosieprocessen van de aarde heeft bestudeerd. "Een overzicht van recent onderzoek in de geschiedenis van de aarde doet ons vermoeden dat het leven mogelijk sterk heeft bijgedragen aan de ontwikkeling van de grote ijstijdencycli en zelfs de evolutie van de platentektoniek heeft beïnvloed."
Een van de belangrijkste effecten van het leven op het landschap is erosie, merkte hij op. Vegetatie heeft de neiging heuvels te beschermen tegen erosie: aardverschuivingen komen vaak voor bij de eerste regenbuien na een brand. Maar vegetatie versnelt ook de erosie door de rots in kleinere stukken te breken.
"Overal waar je kijkt, zorgt biotische activiteit ervoor dat sediment bergafwaarts gaat en het grootste deel van dat sediment wordt door het leven gecreëerd", zei hij. "Boomwortels, gophers en wombats graven allemaal in de grond en heffen deze op, waardoor de onderliggende rots wordt verscheurd en in puin verandert dat naar beneden tuimelt."
Omdat de vorm van het land op veel locaties een balans is tussen riviererosie, die de neiging heeft om steil in de bodem van een helling te snijden, en de biotisch aangedreven verspreiding van bodemafwaartse helling, die de scherpe randen afrondt, dachten Dietrich en Perron dat ronde heuvels zouden een handtekening van het leven zijn. Dit bleek echter niet waar te zijn, zoals hun collega Ron Amundson en afgestudeerde student Justine Owen, beiden van de afdeling Milieukunde, Beleid en Management van de campus, ontdekten in de levenloze Atacama-woestijn in Chili, waar ronde heuvels bedekt met aarde worden geproduceerd door zoutverwering van de nabijgelegen oceaan.
"Er zijn andere dingen op Mars, zoals bevriezen-ontdooien activiteit, die rots kan breken" om de ronde heuvels te creëren die te zien zijn op foto's gemaakt door NASA's rovers, zei Perron.
Ze keken ook naar meanders van rivieren, die op aarde worden beïnvloed door beekvegetatie. Maar Mars toont ook meanders, en studies op aarde hebben aangetoond dat rivieren die in gesteente of bevroren grond zijn gesneden, meanders kunnen creëren die identiek zijn aan die van vegetatie.
De steilheid van rivierlopen zou ook een kenmerk kunnen zijn, dachten ze: grover, minder verweerd sediment zou eroderen in de beken, waardoor de rivier steiler zou worden en de ruggen hoger zouden worden. Maar dit wordt ook gezien in de bergen van de aarde.
"Het is niet moeilijk te beweren dat vegetatie het regenpatroon beïnvloedt en recentelijk is aangetoond dat regenpatronen de hoogte, breedte en symmetrie van bergen beïnvloeden, maar dit zou geen unieke landvorm opleveren", zei Dietrich. 'Zonder leven zouden er nog steeds asymmetrische bergen zijn.'
Hun conclusie, dat de relatieve frequentie van ronde versus hoekige landvormen zou veranderen afhankelijk van de aanwezigheid van leven, kan pas worden getest als er hoogtekaarten van de oppervlakken van andere planeten beschikbaar zijn met een resolutie van enkele meters of minder. "Enkele van de meest in het oog springende verschillen tussen landschappen met en zonder leven worden veroorzaakt door processen die op kleine schaal werken", zei Perron.
Dietrich merkte op dat beperkte delen van het oppervlak van Mars in kaart zijn gebracht met een resolutie van twee meter, wat beter is dan de meeste kaarten van de aarde. Hij is een van de leiders van een door de National Science Foundation (NSF) ondersteund project om het oppervlak van de aarde in hoge resolutie in kaart te brengen met behulp van LIDAR-technologie (LIght Detection And Ranging). Dietrich was mede-oprichter van het National Center of Airborne Laser Mapping (NCALM), een gezamenlijk project tussen UC Berkeley en de University of Florida om LIDAR-kaarten uit te voeren die niet alleen de toppen van vegetatie laten zien, maar ook de kale grond alsof ze geen vegetatie hebben. Het onderzoek door Dietrich en Perron werd gefinancierd door NSF's National Center for Earth-surface Dynamics, het NSF Graduate Research Fellowship Program en NASA's Astrobiology Institute.
Oorspronkelijke bron: UC Berkeley News Release
