Het moderne landschap van Mars is een soort paradox. De vele oppervlaktekenmerken lijken erg op die op aarde die worden veroorzaakt door erosie door water. Maar voor de rest van hun leven kunnen wetenschappers zich niet voorstellen hoe water het grootste deel van de geschiedenis van Mars op Mars 'koude en uitgedroogde oppervlak had kunnen stromen. Terwijl Mars ooit een warmere, nattere plek was, heeft het nu al miljarden jaren een zeer dunne atmosfeer, waardoor waterstroom en erosie hoogst onwaarschijnlijk zijn.
Sterker nog, terwijl het oppervlak van Mars periodiek warm genoeg wordt om ijs te laten ontdooien, zou vloeibaar water koken zodra het aan de dunne atmosfeer was blootgesteld. In een nieuwe studie onder leiding van een internationaal team van onderzoekers uit het VK, Frankrijk en Zwitserland is echter vastgesteld dat een ander soort transportproces met de sublimatie van waterijs ertoe had kunnen leiden dat het Marslandschap is geworden wat het nu is .
De studie, die geleid werd door Dr. Jan Raack - een Marie Sklodowska-Curie Research Fellow aan The Open University - werd onlangs gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications. Onder de titel 'Watergeïnduceerde sedimentlevitatie verbetert het neerwaarts transport op Mars', bestond dit onderzoek uit experimenten die testten hoe processen op het oppervlak van Mars watertransport mogelijk zouden maken zonder dat het in vloeibare vorm was.
Om hun experimenten uit te voeren, gebruikte het team de Mars-simulatiekamer, een instrument van The Open University dat de atmosferische omstandigheden op Mars kan simuleren. Dit hield in dat de atmosferische druk in de kamer werd verlaagd tot wat normaal is voor Mars - ongeveer 7 mbar, vergeleken met 1000 mbar (1 bar of 100 kilopascal) hier op aarde - terwijl ook de temperatuur werd aangepast.
Op Mars variëren de temperaturen van -143 ° C (-255 ° F) tijdens de winter aan de polen tot een maximum van 35 ° C (95 ° F) aan de evenaar tijdens de middag in de zomer. Na deze omstandigheden opnieuw te hebben gecreëerd, ontdekte het team dat wanneer waterijs dat werd blootgesteld aan de gesimuleerde atmosfeer van Mars, het niet zomaar zou smelten. In plaats daarvan zou het onstabiel worden en met geweld gaan koken.
Het team ontdekte echter ook dat dit proces in staat zou zijn om grote hoeveelheden zand en sediment te verplaatsen, waardoor het kokende water effectief zou "zweven". Dit betekent dat, vergeleken met de aarde, relatief kleine hoeveelheden vloeibaar water sediment over het oppervlak van Mars kunnen verplaatsen. Deze zwevende zand- en puinzakken zouden in staat zijn om de grote duinen, geulen, terugkerende hellingslijnen en andere op Mars waargenomen kenmerken te vormen.
In het verleden hebben wetenschappers aangegeven hoe deze kenmerken het resultaat waren van sedimenttransport langs hellingen, maar waren onduidelijk over de mechanismen erachter. Zoals Dr. Jan Raack uitlegde in een persbericht van OUNews:
“Uit ons onderzoek is gebleken dat dit levitatie-effect veroorzaakt door kokend water onder lage druk het snelle transport van zand en sediment over het oppervlak mogelijk maakt. Dit is een nieuw geologisch fenomeen, dat niet op aarde voorkomt en van vitaal belang kan zijn voor het begrijpen van vergelijkbare processen op andere planetaire oppervlakken. "
Door deze experimenten konden Dr. Raack en zijn collega's licht werpen op hoe de omstandigheden op Mars kenmerken zouden kunnen toelaten die we hier associëren met stromend water hier op aarde. Naast het helpen oplossen van een enigszins controversieel debat over de geologische geschiedenis en evolutie van Mars, is deze studie ook belangrijk als het gaat om toekomstige verkenningsmissies.
Dr. Raack erkent de noodzaak van meer onderzoek om de conclusies van hun studie te bevestigen, en gaf aan dat de ESA's ExoMars 2020 Rover zal goed geplaatst zijn om het uit te voeren zodra het is ingezet:
“Dit is een gecontroleerd laboratoriumexperiment, maar uit het onderzoek blijkt dat de effecten van relatief kleine hoeveelheden water op Mars bij het vormen van elementen op het oppervlak mogelijk sterk zijn onderschat. We moeten meer onderzoek doen naar hoe het water op Mars zweeft, en missies zoals de ESA ExoMars 2020 Rover zullen essentieel inzicht geven om ons te helpen onze naaste buur beter te begrijpen. ”
Aan het onderzoek is bijgedragen door wetenschappers van het STFC Rutherford Appleton Laboratory, de Universiteit van Bern en de Universiteit van Nantes. Het oorspronkelijke concept is ontwikkeld door Susan J. Conway van de Universiteit van Nantes en werd gefinancierd door een subsidie van de Europlanet 2020-onderzoeksinfrastructuur, die deel uitmaakt van het Horizon 2020-onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie.
Bekijk ook zeker deze video van Dr. Jan Raack met uitleg over hun experiment, met dank aan The Open University:
