De iconische tint van de rode planeet Mars fascineert wetenschappers al eeuwenlang, maar de echte reden achter de kleur kan anders zijn dan we ooit dachten. Een baanbrekend onderzoek suggereert dat de rode kleur van Mars niet wordt veroorzaakt door droog, roestachtig hematiet, zoals eerder werd gedacht, maar door ferrihydriet – een ijzerrijk mineraal dat zich in water vormt. De ontdekking hervormt ons begrip van de geschiedenis van Mars, wat suggereert dat Mars ooit nat en potentieel bewoonbaar was.
Mars fascineert wetenschappers en het publiek al eeuwenlang, vooral vanwege zijn opvallende rode kleur. Deze unieke tint heeft het de bekende bijnaam ‘Rode Planeet’ opgeleverd. Maar wat geeft Mars precies zijn iconische kleur? Wetenschappers debatteren over deze vraag sinds ze Mars begonnen te bestuderen. Nu kan nieuw onderzoek een duidelijk antwoord bieden: de kleur van Mars koppelen aan zijn waterige verleden.
Een recente studie gepubliceerd in Nature Communications, geleid door onderzoekers van Brown University en de Universiteit van Bern, suggereert dat het rode stof van Mars voornamelijk afkomstig is van ferrihydriet, een ijzermineraal dat rijk is aan water. Dit daagt de lang gekoesterde overtuiging uit dat de kleur van Mars wordt veroorzaakt door hematiet, een droog, roestachtig mineraal. Door gegevens van Mars-orbiters, rovers en laboratoriumsimulaties te analyseren, hebben onderzoekers overtuigend bewijs geleverd dat ferrihydriet, en niet hematiet, verantwoordelijk is voor het iconische rode uiterlijk van Mars.
"De fundamentele vraag waarom Mars rood is, wordt al honderden, zo niet duizenden jaren overwogen", zegt postdoctoraal onderzoeker Adomas (Adam) Valantinas van de Brown University, die met het werk begon terwijl hij aan zijn doctoraat aan de Universiteit van Bern werkte. "Op basis van onze analyse zijn we van mening dat hydrothermische mineralen alomtegenwoordig zijn in stof en mogelijk ook aanwezig zijn in rotsformaties. We zijn niet de eersten die hydrothermale mineralen beschouwen als de oorzaak van de rode kleur van Mars, maar dit is nooit bevestigd omdat we nu observatiegegevens en nieuwe laboratoriummethoden gebruiken om Marsstof in het laboratorium te creëren."
Hydrothermisch is een ijzeroxidemineraal dat ontstaat in waterrijke omgevingen. Op aarde wordt het vaak geassocieerd met processen zoals de verwering van vulkanisch gesteente en vulkanische as. Tot nu toe was zijn rol in de samenstelling van het oppervlak van Mars minder duidelijk, maar de nieuwe studie suggereert dat het mogelijk een belangrijk onderdeel is van het stof dat het oppervlak bedekt.
De ontdekking levert een belangrijke aanwijzing op dat Mars een natter en beter bewoonbaar verleden had, omdat hydrometeoriet, in tegenstelling tot hematiet, dat doorgaans ontstaat in warmere, drogere omstandigheden, werd gevormd in de aanwezigheid van koud water. Dit suggereert dat Mars mogelijk ooit een omgeving heeft gehad die vloeibaar water kon bevatten, een essentieel ingrediënt van het leven, en miljarden jaren geleden is overgegaan van een vochtige naar een droge omgeving.
“Wat we willen begrijpen is het klimaat van het oude Mars, de chemische processen op Mars – niet alleen oud – maar ook actueel”, zegt Valantinas, die werkt in het laboratorium van Brown planetaire wetenschapper Jack Mustard, senior auteur van het onderzoek.
"Dan is er nog de vraag over de bewoonbaarheid: was er ooit leven? Om dat te begrijpen, moet je de omstandigheden begrijpen waaronder dit mineraal ontstond. Wat we uit deze studie weten is bewijs dat ferrihydriet zich aan het vormen is, en om dat te laten gebeuren, moeten er omstandigheden zijn waarin zuurstof (uit de lucht of andere bronnen) en water kunnen reageren met het ijzer. Deze omstandigheden zijn heel anders dan de huidige droge, koude omgeving. Terwijl de winden van Mars dit stof rondblazen, ontstaat het kenmerkende rode uiterlijk van de planeet."
De onderzoekers analyseerden gegevens van meerdere Mars-missies, waarbij orbitale waarnemingen van NASA's Mars Reconnaissance Orbiter en de Mars Express en Trace Gas Orbiters van het European Space Agency werden gecombineerd met metingen op de grond van rovers zoals Curiosity, Pathfinder en Opportunity.
Instrumenten op orbiters en rovers bieden gedetailleerde spectroscopische gegevens over het stoffige oppervlak van Mars. De bevindingen werden vervolgens vergeleken met laboratoriumexperimenten waarin het team testte hoe licht interageerde met ferrihydrietdeeltjes en andere mineralen onder gesimuleerde omstandigheden op Mars.
"Marsstof heeft een heel klein volume, dus om realistische en nauwkeurige metingen te doen, hebben we de deeltjesgrootte van het mengsel gesimuleerd, zodat deze paste bij de deeltjesgroottes op Mars", zei Valantinas. "We hebben geavanceerde slijpmachines gebruikt om de grootte van ferrihydriet en basalt terug te brengen tot submicronniveaus. De uiteindelijke grootte is 1/100 van de grootte van een mensenhaar, en de reflectiespectra van deze mengsels komen nauw overeen met die waargenomen vanuit de baan en op het rode oppervlak van Mars."
Hoe opwindend deze nieuwe ontdekkingen ook zijn, onderzoekers weten dat geen enkele ervan kan worden bevestigd totdat monsters van Mars naar de aarde zijn teruggebracht en de mysteries van het verleden van de Rode Planeet buiten bereik zullen blijven.
"Deze studie is een kans om deuren te openen", zei Mustard. "Het geeft ons een betere mogelijkheid om principes van mineraalvorming en -omstandigheden terug in de tijd toe te passen. Maar belangrijker nog, de Perseverance-rover verzamelt momenteel monsters van Mars. Als we die monsters terugbrengen, kunnen we controleren of dit klopt."
Samengesteld uit /scitechdaily