Het OMEGA-instrument van Mars Express voegt details toe aan Candor Chasma. Afbeelding tegoed: ESA Klik om te vergroten
Uit eerdere waarnemingen moet Mars watergedreven processen hebben ondergaan, die hun signatuur hebben achtergelaten in oppervlaktestructuren zoals kanaalsystemen en tekenen van uitgebreide waterige erosie. Dergelijke waarnemingen impliceren echter niet noodzakelijkerwijs de stabiele aanwezigheid van vloeibaar water op het oppervlak gedurende langere tijd gedurende de geschiedenis van Mars.
De door OMEGA verzamelde gegevens onthullen ondubbelzinnig de aanwezigheid van specifieke oppervlaktemineralen, wat de langdurige aanwezigheid van grote hoeveelheden vloeibaar water op de planeet impliceert.
Deze ‘gehydrateerde’ mineralen, zo genoemd omdat ze water bevatten in hun kristallijne structuur, geven een duidelijk ‘mineralogisch’ overzicht van watergerelateerde processen op Mars.
Gedurende 18 maanden observatie heeft OMEGA bijna het hele oppervlak van de planeet in kaart gebracht, meestal met een resolutie tussen één en vijf kilometer, en sommige gebieden met een resolutie van minder dan een kilometer.
Het instrument detecteerde de aanwezigheid van twee verschillende klassen gehydrateerde mineralen, ‘phyllosilicates’ en ‘gehydrateerde sulfaten’, over geïsoleerde maar grote oppervlakten.
Beide mineralen zijn het resultaat van een chemische verandering van gesteenten. Hun vormingsprocessen zijn echter heel verschillend en verwijzen naar periodes van verschillende omgevingsfactoren in de geschiedenis van de planeet.
Phyllosilicaten, zo genoemd vanwege hun karakteristieke structuur in dunne lagen (‘phyllo’ = dunne laag), zijn de veranderingsproducten van stollingsmineralen (mineralen van magmatische oorsprong) die langdurig contact houden met water. Een voorbeeld van phyllosilicaat is klei.
Phyllosilicaten werden door OMEGA voornamelijk gedetecteerd in de regio's Arabia Terra, Terra Meridiani, Syrtis Major, Nili Fossae en Mawrth Vallis, in de vorm van donkere afzettingen of geërodeerde ontsluitingen.
Gehydrateerde sulfaten, de tweede belangrijkste klasse van door OMEGA gedetecteerde gehydrateerde mineralen, zijn ook mineralen van waterige oorsprong. In tegenstelling tot phyllosilicaten, die ontstaan door een verandering van stollingsgesteenten, worden gehydrateerde sulfaten gevormd als afzettingen uit gezouten water; de meeste sulfaten hebben een zure wateromgeving nodig om zich te vormen. Ze werden gezien in gelaagde afzettingen in Valles Marineris, uitgestrekte blootgestelde afzettingen in Terra Meridiani en in donkere duinen in de noordelijke poolkap.
Wanneer vond de chemische verandering van het oppervlak plaats die leidde tot de vorming van gehydrateerde mineralen? Op welk punt in de geschiedenis van Mars stond water in grote hoeveelheden op het oppervlak? De wetenschappers van OMEGA combineerden hun gegevens met die van andere instrumenten en suggereren een waarschijnlijk scenario van wat er mogelijk is gebeurd.
"De kleirijke phyllosilicaatafzettingen die we hebben gedetecteerd, zijn ontstaan door verandering van oppervlaktematerialen in de allereerste tijden van Mars", zegt Jean-Pierre Bibring, OMEGA Principal Investigator.
'Het veranderde materiaal moet zijn begraven door opeenvolgende lavastromen die we rond de gevlekte gebieden waarnemen. Dan zou het materiaal door erosie op specifieke locaties zijn blootgelegd of door een meteorietinslag uit een veranderde korst zijn opgegraven ”, voegt Bibring toe.
Analyse van de omringende geologische context, gecombineerd met de bestaande technieken voor het tellen van kraters om de relatieve leeftijd van oppervlaktekenmerken op Mars te berekenen, plaatst de vorming van phyllosilicaten in het vroege Noachiaanse tijdperk, tijdens de intense kraterperiode. Het Noachiaanse tijdperk, dat duurt vanaf de geboorte van de planeet tot ongeveer 3,8 miljard jaar geleden, is het eerste en oudste van de drie geologische tijdperken op Mars.
"Een vroeg actief hydrologisch systeem moet op Mars aanwezig zijn geweest om rekening te houden met de grote hoeveelheid kleien, of phyllosilicaten in het algemeen, die OMEGA heeft waargenomen", zegt Bibring.
Het langdurige contact met vloeibaar water dat tot de vorming van phyllosilicaat leidde, had kunnen bestaan en stabiel zijn aan het oppervlak van Mars, als het klimaat warm genoeg was. Als alternatief zou het hele vormingsproces kunnen plaatsvinden door de werking van water in een warme, dunne korst.
OMEGA-gegevens tonen ook aan dat de sulfaatafzettingen verschillen van en gevormd zijn na de phyllosilicaatafzettingen. Om te vormen hebben sulfaten geen bijzonder langdurige aanwezigheid van vloeibaar water nodig, maar er moet water zijn en het moet zuur zijn.
De detectie en het in kaart brengen van deze twee verschillende soorten gehydrateerde mineralen wijzen op twee belangrijke klimatologische episodes in de geschiedenis van Mars: een vroege? Noachian? vochtige omgeving waarin phyllosilicaten zijn gevormd, gevolgd door een zuurdere omgeving waarin de sulfaten zijn gevormd. Deze twee afleveringen werden gescheiden door een wereldwijde klimaatverandering op Mars.
"Als we naar het bewijs van vandaag kijken, zou het tijdperk waarin Mars bewoonbaar en duurzaam leven had kunnen zijn, de vroege Noach zijn, gevolgd door de phyllosilicaten, in plaats van de sulfaten. De kleimineralen die we in kaart hebben gebracht, kunnen nog steeds sporen van een mogelijke biochemische ontwikkeling op Mars bevatten ', besluit Bibring.
Oorspronkelijke bron: ESA Portal
