ExoMars ontdekt verborgen water in de Grand Canyon van Mars

  • Een publicatie van ESA.

De  ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter heeft aanzienlijke hoeveelheden water waargenomen in het hart van Valles Marineris , het dramatische canyonsysteem van Mars .

Het water, dat verborgen is onder het oppervlak van Mars, werd gevonden door het FREND-instrument van Trace Gas Orbiter (TGO) , dat de waterstof – een maat voor het watergehalte – in de bovenste meter van de bodem van Mars in kaart brengt.

Hoewel bekend is dat er water op Mars bestaat, wordt het meeste in de koude poolgebieden van de planeet als ijs gevonden. Waterijs wordt niet blootgesteld aan het oppervlak nabij de evenaar, omdat de temperaturen hier niet koud genoeg zijn om blootgesteld waterijs stabiel te houden.

Missies, waaronder ESA’s Mars Express, hebben op lagere breedtegraden van Mars gejaagd op water dat dicht bij het oppervlak ligt – als ijs dat stofkorrels in de bodem bedekt of opgesloten in mineralen – en kleine hoeveelheden heeft gevonden. Dergelijke studies hebben echter alleen het oppervlak van de planeet onderzocht; er zouden diepere watervoorraden kunnen bestaan, bedekt met stof. 

“Met TGO kunnen we tot een meter onder deze stoffige laag kijken en zien wat er werkelijk onder het oppervlak van Mars gebeurt – en, cruciaal, waterrijke ‘oases’ lokaliseren die met eerdere instrumenten niet konden worden gedetecteerd”, zegt Igor Mitrofanov van het Space Research Institute van de Russische Academie van Wetenschappen in Moskou, Rusland; hoofdauteur van de nieuwe studie; en hoofdonderzoeker van de FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector) neutronentelescoop.

“FREND onthulde een gebied met een ongewoon grote hoeveelheid waterstof in het kolossale Valles Marineris-canyonsysteem: ervan uitgaande dat de waterstof die we zien is gebonden aan watermoleculen, lijkt maar liefst 40% van het materiaal nabij het oppervlak in deze regio water te zijn. ”

Trace Gas Orbiter op Mars

Het waterrijke gebied is ongeveer zo groot als Nederland en overlapt met de diepe valleien van Candor Chaos , een deel van het canyonsysteem dat als veelbelovend wordt beschouwd in onze jacht naar water op Mars.

Neutronen volgen

Igor en collega’s analyseerden FREND-waarnemingen, variërend van mei 2018 tot februari 2021, die het waterstofgehalte van de bodem van Mars in kaart brachten door neutronen te detecteren in plaats van licht.

“Neutronen worden geproduceerd wanneer zeer energetische deeltjes die bekend staan ​​als ‘galactische kosmische straling’ Mars raken; Droge bodems stoten meer neutronen uit dan nattere, en dus kunnen we afleiden hoeveel water er in een bodem zit door te kijken naar de neutronen die het uitstraalt”, voegt co-auteur Alexey Malakhov toe, ook van het Space Research Institute van de Russische Academie van Wetenschappen. “De unieke waarnemingstechniek van FREND zorgt voor een veel hogere ruimtelijke resolutie dan eerdere metingen van dit type, waardoor we waterpartijen kunnen zien die voorheen niet werden gezien.

“We ontdekten dat een centraal deel van Valles Marineris vol water stond – veel meer water dan we hadden verwacht. Dit lijkt erg op de permafrostgebieden van de aarde, waar waterijs permanent onder droge grond blijft staan ​​vanwege de constante lage temperaturen.” 

Dit water kan de vorm hebben van ijs, of water dat chemisch gebonden is aan andere mineralen in de bodem. Andere waarnemingen vertellen ons echter dat mineralen die in dit deel van Mars worden gezien, doorgaans slechts een paar procent water bevatten, veel minder dan blijkt uit deze nieuwe waarnemingen. “Over het algemeen denken we dat dit water waarschijnlijker bestaat in de vorm van ijs”, zegt Alexey.

ExoMars Trace Gas Orbiter brengt waterrijke regio van Valles Marineris in kaart

Waterijs verdampt meestal in dit gebied van Mars als gevolg van de temperatuur en druk in de buurt van de evenaar. Hetzelfde geldt voor chemisch gebonden water: de juiste combinatie van temperatuur, druk en hydratatie moet er zijn om te voorkomen dat mineralen water verliezen. Dit suggereert dat er in Valles Marineris een speciale, nog onduidelijke mix van omstandigheden aanwezig moet zijn om het water te behouden – of dat het op de een of andere manier wordt aangevuld.

“Deze bevinding is een geweldige eerste stap, maar we hebben meer waarnemingen nodig om zeker te weten met welke vorm van water we te maken hebben”, voegt studieco-auteur Håkan Svedhem van ESA’s ESTEC in Nederland toe, en voormalig ESA-projectwetenschapper voor de ExoMars Trace Gas Orbiter.

“Ongeacht de uitkomst, de bevinding demonstreert de ongeëvenaarde capaciteiten van de instrumentenvan TGO om ons in staat te stellen onder het oppervlak van Mars te ‘zien’ – en onthult een groot, niet al te diep, gemakkelijk te exploiteren waterreservoir in dit gebied van Mars.”

Toekomstige verkenning

Aangezien de meeste toekomstige missies naar Mars van plan zijn om op lagere breedtegraden te landen, is het lokaliseren van zo’n waterreservoir hier een opwindend vooruitzicht voor toekomstige verkenning.

Terwijl Mars Express hints van water heeft gevonden dieper onder de grond op de middelste breedtegraden van Mars , naast diepe plassen vloeibaar water onder de zuidpool van Mars , liggen deze potentiële winkels tot een paar kilometer onder de grond, waardoor ze minder exploiteerbaar en toegankelijk zijn voor verkenning dan elke gevonden net onder het oppervlak. 

De bevinding maakt Valles Marineris ook een nog veelbelovender doelwit voor toekomstige menselijke verkenningsmissies naar de planeet. De grootste kloof in het zonnestelsel, Valles Marineris, is misschien wel het meest dramatische landschap van Mars, en een kenmerk dat vaak wordt vergeleken met de Grand Canyon van de aarde – ondanks dat het zo’n tien keer langer en vijf keer dieper is .

Perspectief van Candor Chasma

“Dit resultaat toont echt het succes aan van het gezamenlijke ESA-Roscosmos ExoMars-programma”, zegt Colin Wilson, ESA’s ExoMars Trace Gas Orbiter-projectwetenschapper.

“Meer weten over hoe en waar water bestaat op het huidige Mars is essentieel om te begrijpen wat er is gebeurd met het ooit overvloedige water van Mars , en helpt ons bij het zoeken naar bewoonbare omgevingen, mogelijke tekenen van vorig leven en organische materialen uit de vroegste dagen van Mars .”

TGO werd in 2016 gelanceerd als de eerste van twee lanceringen in het kader van het ExoMars-programma. De orbiter zal in 2022 worden vergezeld door een Europese rover, Rosalind Franklin, en een Russisch oppervlakteplatform, Kazachok , en ze zullen allemaal samenwerken om te begrijpen of er ooit leven op Mars heeft bestaan .

Opmerkingen voor redacteuren

” Het bewijs voor ongewoon hoge waterstofconcentraties in het centrale deel van Valles Marineris op Mars” door I. Mitrofanov et al. is gepubliceerd in het tijdschrift Icarus .

Geef een reactie

Scroll naar top
%d bloggers liken dit: