Waarom is Mars rood? Onderzoek wijst op een nieuwe verklaring voor de kenmerkende kleur van de planeet

Uit een onderzoek naar Marsstof , waarbij gegevens van ruimtemissies en laboratoriumreplica's van monsters werden gecombineerd, blijkt dat het stof in het verre verleden is geoxideerd, toen vloeibaar water wijdverspreid was.

Mars is aan de nachtelijke hemel gemakkelijk te herkennen aan zijn opvallende rode kleur . Dankzij de vloot van ruimtevaartuigen die de planeet de afgelopen decennia hebben bestudeerd, weten we dat deze rode kleur wordt veroorzaakt door geoxideerde ijzermineralen in het stof. Dat wil zeggen dat ijzer dat aan rotsen op Mars gebonden is, op een gegeven moment heeft gereageerd met vloeibaar water, of met water en zuurstof in de lucht, op een manier die vergelijkbaar is met de manier waarop roest op aarde ontstaat.

Gedurende miljarden jaren is dit geoxideerde materiaal (ijzeroxide) afgebroken tot stof en door de wind over de planeet verspreid . Dit proces gaat tot op de dag van vandaag door.

IJzeroxiden bestaan ​​in vele soorten en maten en de exacte chemische samenstelling van roest op Mars is onderwerp van hevig debat, omdat de vorming ervan inzicht biedt in de toenmalige milieuomstandigheden op de planeet. En nauw daarmee verbonden is de vraag of Mars ooit bewoonbaar was.

Uit eerdere onderzoeken naar het ijzeroxidebestanddeel van Marsstof, die uitsluitend gebaseerd waren op waarnemingen vanuit de ruimte, bleek dat er geen bewijs was voor de aanwezigheid van water. De onderzoekers kwamen tot de conclusie dat dit specifieke type ijzeroxide hematiet moest zijn. Het werd gevormd onder droge omstandigheden aan het oppervlak door reacties met de atmosfeer van Mars gedurende miljarden jaren, na de vroege natte periode van Mars.

Uit een nieuwe analyse van waarnemingen door ruimtevaartuigen in combinatie met nieuwe laboratoriumtechnieken blijkt echter dat de rode kleur van Mars beter overeenkomt met waterhoudende ijzeroxiden, ook wel ferrihydriet genoemd .

Ferrihydriet ontstaat doorgaans snel in de aanwezigheid van koud water. Het moet dus zijn ontstaan ​​toen er nog water op het oppervlak van Mars was. Ferrihydriet heeft tot op de dag van vandaag zijn waterige kenmerken behouden, ondanks het feit dat het sinds zijn ontstaan ​​is vermalen en over de hele planeet is verspreid.

"We probeerden een replica van Marsstof te maken in het lab met behulp van verschillende soorten ijzeroxide. We ontdekten dat ferrihydriet gemengd met basalt , een vulkanisch gesteente, het beste overeenkomt met de mineralen die door ruimtevaartuigen op Mars zijn waargenomen," zegt hoofdauteur Adomas Valantinas, een postdoc aan de Brown University en voorheen aan de Universiteit van Bern in Zwitserland, waar hij zijn werk begon met gegevens van ESA's Trace Gas Orbiter (TGO), in een verklaring.

" Mars is nog steeds de Rode Planeet. Het is alleen zo dat ons begrip van waarom Mars rood is, is veranderd. De belangrijkste implicatie is dat omdat ferrihydriet alleen gevormd kon zijn toen er nog water op het oppervlak was, Mars eerder oxideerde dan we eerder dachten. Bovendien blijft ferrihydriet stabiel onder de huidige omstandigheden op Mars."

Uit andere onderzoeken is ook gebleken dat ferrihydriet aanwezig zou kunnen zijn in het stof van Mars, maar Adomas en zijn collega's hebben het eerste uitgebreide bewijs geleverd door een unieke combinatie van gegevens van ruimtemissies en nieuwe laboratoriumexperimenten.

Ze maakten de replica van het Marsstof met behulp van een geavanceerde slijpmachine, waarmee ze een realistische stofkorrelgrootte konden bereiken die gelijk is aan 1/100e van een menselijke haar. Vervolgens analyseerden ze hun monsters met dezelfde technieken als in ruimtevaartuigen om de aarde, om een ​​directe vergelijking te maken. Uiteindelijk bleek ferrihydriet de beste match.

"Deze studie is het resultaat van aanvullende datasets van de vloot van internationale missies die Mars vanuit een baan om de aarde en op grondniveau verkennen", aldus Colin Wilson, projectwetenschapper bij ESA's TGO en Mars Express.

Uit analyse van de mineralogie van het stof van Mars Express bleek dat zelfs de meest stoffige gebieden op de planeet waterrijke mineralen bevatten. En dankzij de unieke baan van TGO, waardoor hetzelfde gebied onder verschillende lichtomstandigheden en hoeken kan worden bekeken, kon het team de grootte en samenstelling van de deeltjes achterhalen. Dat is essentieel om de juiste grootte van het stof in het laboratorium te kunnen creëren.

Gegevens van NASA's Mars Reconnaissance Orbiter en metingen op de grond door NASA's Marsrovers Curiosity , Pathfinder en Opportunity hielpen ook bij het aantonen van de aanwezigheid van ferrihydriet.

"We kijken uit naar de resultaten van komende missies, zoals de Rosalind Franklin-rover van ESA en de Mars Sample Return van NASA-ESA, waarmee we verder onderzoek kunnen doen naar de oorzaken van de rode kleur van Mars", voegt Colin toe.

"Een aantal van de monsters die al door NASA's Perseverance -rover zijn verzameld en die wachten om naar de aarde terug te keren, bevatten stof. Zodra we deze kostbare monsters terugkrijgen in het laboratorium, kunnen we precies meten hoeveel ferrihydriet er in het stof zit en wat dit betekent voor ons begrip van de geschiedenis van water (en de mogelijkheid van leven) op Mars."