Panoramisch zicht op Mars genomen door NASA's Spirit-rover. Afbeelding tegoed: NASA / JPL. Klik om te vergroten.
Mars is een rotsachtige planeet met een oud vulkanisch verleden, maar nieuwe bevindingen tonen aan dat de planeet complexer en actiever is dan eerder werd aangenomen - althans op bepaalde plaatsen.
Het vinden van die plaatsen blijkt echter lastiger te zijn dan alleen kijken naar landvormen zoals rivierdalen of meertjes of zoeken naar specifieke mineralen.
"Context is alles", zegt Philip Christensen, Principal Investigator voor de Thermal Emission Spectrometer (TES) op Mars Global Surveyor en voor het Thermal Emission Imaging System (THEMIS) op Mars Odyssey, en hoofdwetenschapper voor de Mini-TES-instrumenten op de Mars Exploration Rovers. “Er is veel opwinding geweest over het vinden van specifieke eigenschappen of mineralen, maar THEMIS geeft ons, samen met de TES infraroodspectrometer, een overzicht door alle mineralen te vinden. Het geeft ons context - de onderliggende geologie van de plaats. ”
Een paper onder leiding van Christensen, dat op 6 juli online wordt gepubliceerd door het tijdschrift Nature, beschrijft hoe een gedetailleerd onderzoek van de oppervlaktemineralen van de Rode Planeet met behulp van THEMIS- en TES-gegevens verrassende resultaten oplevert in bepaalde gelokaliseerde gebieden.
Hoewel de huidige rover-missies grotendeels hebben bewezen dat Mars in het verre verleden misschien een meer of twee had, hebben verschillende verschillende orbitale mapping-missies een basaltrijke planeet gevonden die het product is van een oude vulkanische geschiedenis. Geologisch gezien lijkt het een eenvoudige planeet op grote schaal - maar dan zijn er lokale vensters die veel complexer zijn.
'Van wat we tot nu toe hebben gezien, kun je je voorstellen dat je naar Mars gaat en niets anders dan basalt ziet', zei Christensen. 'Het bewijs heeft altijd aangetoond dat de planeet al vroeg actief was, een paar grote vulkanen maakte en vervolgens stopte en dat was dat. Maar toen we beter keken, zagen we dat er nog andere plekken zijn? Als je op de juiste plekken naar de geologie kijkt, is er zoveel diversiteit in de rotsen als je op aarde ziet.
'Zodra je een glimp van deze complexiteit opvangt, realiseer je je dat er een zeer complexe wereld onder dat fineer van basalt zit.'
Wat Christensen en het team ontdekten, waren gelokaliseerde afzettingen die een verdeling van stollingsgesteente-mineraalsoorten toonden die het scala aan mineralen op aarde evenaren - van primitieve vulkanische gesteenten zoals olivijnrijke basalt tot zeer bewerkte silica-rijke gesteenten zoals graniet.
De diversiteit van stollingsmineralen is belangrijk, legt Christensen uit, omdat dit impliceert dat de gesteenten in de oppervlakte gedurende een langere periode meerdere keren zijn verwerkt en gereconstitueerd.
'Je smelt de mantel en je krijgt olivijn basalt; je smelt ze weer en je krijgt basalt; je smelt dat en je maakt andesiet; je smelt dat en je maakt daciet; je smelt dat en je maakt graniet ', zei Christensen. "Elke keer dat je een steen opnieuw smelt, is het eerste dat loskomt de silica, dus elke keer dat je het smelt, verfijn je de silica."
Op aarde vindt dergelijke minerale evolutie over het algemeen plaats wanneer primitieve vulkanische rotsen worden teruggevouwen in de korst van de planeet, opnieuw worden gesmolten en verfijnd als sneller smeltende componenten zoals silica die loskomen van het oorspronkelijke materiaal - een proces dat bekend staat als minerale fractionering.
Mars heeft, in tegenstelling tot de aarde, geen bewegende platen die de aardkorst recyclen. De resultaten van Christensen laten echter zien dat Mars, net als de aarde, is geëvolueerd en mogelijk nog steeds onder het oppervlak evolueert.
"Mars is een gecompliceerdere planeet dan we dachten - de geologie is door de jaren heen blijven puffen en evolueren", zei Christensen. "Hoewel ze niet wijdverbreid zijn, hebben we daciet gevonden en hebben we graniet gevonden. Een manier om deze granieten te maken, is door een hele vulkaan opgestapeld uit basalt te maken - hij wordt hoog genoeg en je begint het spul diep van binnen te smelten, en als je het basalt opnieuw smelt, kun je graniet vormen.
'Dit zijn vrij kleine voorvallen. Op aarde hebben we bergketens van graniet, op Mars hebben we tot nu toe maar een paar klodders gevonden. Het is niet zoals de aarde in de omvang van deze geologische evolutie, maar Mars is als de aarde in gelokaliseerde situaties. Het is voor ons verborgen gehouden, maar het is tenslotte een geavanceerde, evoluerende planeet '', zei hij.
Omdat de gebieden waar de geëvolueerde stollingsgesteenten voorkomen klein zijn, heeft het de multispectrale camera met hoge resolutie in het THEMIS-instrument van Mars Odyssey (met een resolutie van 100 meter) genomen om de mineralen uit de ruimte te vinden door een specifieke infraroodsignatuur in specifieke landvormen te vinden. De minerale mapping van THEMIS is 1500 keer gedetailleerder dan die van TES, hoewel de infraroodspectrometer van het TES-instrument (met een resolutie van 3 kilometer) een veel gedetailleerder bereik van infraroodemissies detecteert, waardoor het gevoeliger is voor verschillende minerale samenstellingen.
"We doen wat we van plan waren: de compositie op mesoschalen in kaart brengen", merkte Christensen op. “THEMIS identificeert het gebied, dan gaan we terug en zoeken wat misschien slechts één over het hoofd geziene TES-pixel is en analyseren het. De twee waren echt gepland om samen te werken en dat is precies wat we hebben gedaan. We gebruiken deze twee instrumenten op een synergetische manier en samen zijn ze perfect. "
Hoewel Mars-mapping al vele jaren gaande is, merkt Christensen op dat enkele van de meest interessante plaatsen op de planeet nog niet geïdentificeerd en verkend zijn.
"Als je de oceanen van de aarde zou leegmaken en er vanuit de ruimte naar zou kijken, zou je waarschijnlijk tot dezelfde conclusie komen - een stille, basaltachtige planeet", zei hij. "Maar als je zorgvuldig zocht, zou je Yellowstone kunnen vinden en beseffen dat er veel gaande was onder de oppervlakte van de planeet waarvan je je niet bewust was. We zijn nu in dat stadium van het kijken naar Mars. "
Oorspronkelijke bron: NASA Astrobiology
