Het grootste deel van de Marsgebonden ruimtevaartuigen van de mensheid zoekt op de Rode Planeet naar bewijs van haar waterige verleden. Een radarinstrument op het ruimtevaartuig heeft waterijs in de bovenste lagen van Mars doen opduiken; een mineraal kaartinstrument heeft chemicaliën ontdekt die zijn gevormd in een natte omgeving; en zijn krachtige camera heeft voor de hand liggende kenmerken op het oppervlak van Mars gevormd door stromend water. Hier is een overzicht van wat Mars Express tot nu toe heeft gevonden.
Astronomen hebben zich al een aantal decennia afgevraagd over water op Mars. Dankzij ESA's Mars Express is veel van de speculatie vervangen door feiten. Mars Express, gelanceerd op 2 juni 2003, heeft de manier waarop we over Mars denken veranderd.
Sinds de Viking-missies van de jaren zeventig hebben planeetwetenschappers hun waarneming van water op Mars verschillende keren veranderd, gaande van het beeld van een droge planeet tot dat van een warmere en nattere. De gegevens van Mars Express werpen nu een nieuw licht op de complexe kwestie van de evolutie van water op de rode planeet.
"We zijn de geschiedenis van Mars aan het herschrijven", zegt Gerhard Neukum, Freie Universitaet Berlin, Duitsland, en de hoofdonderzoeker van de hoge resolutie stereocamera (HRSC) van Mars Express. “Het grote plaatje van een warme natte Mars is niet helemaal correct. Elke warme natte periode duurde slechts een paar honderd miljoen jaar. Vierduizend miljoen jaar geleden was het voorbij ', voegt hij eraan toe.
Drie instrumenten op Mars Express stonden centraal in deze revolutie in gedachten. Een daarvan is de Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding (MARSIS). Sinds juli 2005 tast MARSIS onder de oppervlakte van Mars tot een diepte van duizenden meters. Het is voor het eerst dat dergelijke onderzoeken plaatsvinden.
"MARSIS heeft aangetoond dat veel van de bovenste lagen van Mars waterijs bevatten", zegt Jeffrey Plaut van het Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, de co-hoofdonderzoeker van het MARSIS-experiment.
De wetenschappers ontdekten overvloedig waterijs in de poolgebieden van Mars en ontvingen ook een verrassing van enkele van de allereerste resultaten die MARSIS terugbracht. Toen de radar de middelste noordelijke breedtegraden van Chryse Planitia passeerde, vertoonden de signalen een begraven inslagkrater, onder het oppervlak. Binnen deze impactstructuur was een dikke laag van mogelijk waterijsrijk materiaal. "We vinden ijsreservoirs die nog nooit eerder zijn gezien", zegt Plaut, "maar we puzzelen nog steeds wanneer en waar het water op Mars vloeibaar was."
"De laatste MARSIS-waarnemingen zijn gedaan op de Zuidpool", voegt Giovanni Picardi, MARSIS Principal Investigator, van de Universiteit van Rome ‘La Sapienza’ toe. "De kwaliteit van de voorlopige resultaten van de geavanceerde analyse die we nog steeds uitvoeren, is echt opwindend en veelbelovend, met betrekking tot de belangrijkste wetenschappelijke doelstellingen van ons experiment." De doelstellingen zijn onder meer de detectie van ondergronds water.
De OMEGA Visible and Infrared Mineralogical Mapping Spectrometer heeft enorme stappen gezet om die vraag te beantwoorden. OMEGA detecteert mineralen op het oppervlak van Mars. Drie in het bijzonder onthullen de geschiedenis van het water van Mars. "We hebben aangetoond dat water stabiel kon zijn op het oppervlak van Mars, maar niet erg lang", zegt Jean-Pierre Bibring, Institut d'Artophysique Spatiale, Orsay, Frankrijk, en de hoofdonderzoeker van OMEGA.
OMEGA ontdekte kleiachtige mineralen die zich vormen bij langdurige blootstelling aan water, maar alleen in de oudste regio's van Mars. Dat suggereerde dat er alleen water stroomde tijdens de eerste paar honderd miljoen jaar van de geschiedenis van de planeet. Toen deze waterlichamen verloren waren, barstte het water af en toe van binnenuit de planeet maar verdampt snel.
Tijdens de verdamping maakten ze sulfaten, het tweede mineraal dat OMEGA ontdekte. Toen zelfs dit stopte en het resterende water op Mars permanent bevroren werd, werd de atmosfeer geleidelijk de grond rood door het derde mineraal OMEGA dat werd gedetecteerd, ferrioxide, te creëren.
Mars is al duizenden miljoenen jaren zo. “Het is opmerkelijk dat we voor het eerst hebben vastgesteld waar en wanneer mogelijk vloeibaar water op Mars aanwezig was. Daar dacht men niet eerder aan ', zegt Bibring.
De beelden van de High Resolution Stereo Camera (HRSC) wijzen op dezelfde conclusies. Ze tonen het oppervlak van Mars tot in het meest exquise detail en onthullen kenmerken van slechts 10 meter breed. Ze laten duidelijk extreem oude Marsgebieden zien die zijn geërodeerd door stromend water. De foto's tonen ook een enorme vallei, Kasei Valles, uitgehouwen door een gigantische Martiaanse gletsjer die duizend miljoen jaar aanhield in de tijd dat de temperatuur van Mars te laag was geworden om vloeibaar water over het oppervlak te laten stromen.
'We zien een duidelijk verband tussen vulkanische gebieden en waterstromen', zegt Neukum. Overal waar vulkanische activiteit op Mars is geweest, heeft het water in Mars gesmolten en naar de oppervlakte laten stromen. Sommige van deze stromen zijn recent - geologisch gesproken. "Aan de voet van Olympus Mons ziet HRSC bewijs voor waterstromen die de afgelopen 30 miljoen jaar zijn voorgekomen", zegt Neukum.
Het nieuwste ruimtevaartuig van NASA, de Mars Reconnaisance Orbiter (MRO), heeft instrumenten die voortkomen uit die van Mars Express. Veel wetenschappers van de teams die aan MARSIS werken, werken nu aan boord van de MRO aan de ASI's Shallow Radar (SHARAD). Dit is afgestemd om te focussen op de ondiepere lagen van Mars, terwijl MARSIS dieper kijkt. OMEGA's zusterinstrument op MRO is de Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM). Dit zal meer in detail kijken naar mineralen op het oppervlak van Mars. Het instrument heeft echter maar een klein gezichtsveld en heeft dus begeleiding nodig. "Ze zullen zich vooral richten op de gebieden waarvan OMEGA heeft aangetoond dat ze interessant zijn", zegt Bibring.
“Mars Express heeft ongekend bewijs geleverd over de geschiedenis van water op Mars. We kijken nu uit naar nieuwe onderzoeken die op deze erfenis zullen voortbouwen, ”zegt Augustin Chicarro, projectwetenschapper van Mars Express bij ESA.
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
