Onderzoekers van de Brown University hebben een voorheen onbekend type oud kratermeer op Mars ontdekt dat aanwijzingen zou kunnen geven over het vroege klimaat van de planeet.

In een studie gepubliceerd in de Planetair wetenschappelijk tijdschrift , een onderzoeksteam onder leiding van Brown Ph.D. student Ben Boatwright beschrijft een nog niet nader genoemde krater met enkele raadselachtige kenmerken. De bodem van de krater heeft onmiskenbaar geologisch bewijs van oude stroombeddingen en vijvers, maar er is geen bewijs van inlaatkanalen waar water van buitenaf in de krater kan zijn gekomen, en geen bewijs van grondwateractiviteit waar het van onderaf zou kunnen opborrelen.

Dus waar kwam het water vandaan?

De onderzoekers concluderen dat het systeem waarschijnlijk werd gevoed door afvoer van een lang verloren gegane Martiaanse gletsjer. Water stroomde in de krater bovenop de gletsjer, wat betekende dat het geen vallei achterliet omdat het direct op de grond zou hebben gestroomd. Het water mondde uiteindelijk uit in de laaggelegen kraterbodem, waar het zijn geologische sporen achterliet op de kale Marsbodem.

Het type meer dat in deze studie wordt beschreven, verschilt sterk van andere kratermeren op Mars, zoals die bij de Gale- en Jezero-kraters waar NASA-rovers momenteel aan het verkennen zijn.

"Dit is een voorheen niet herkend type hydrologisch systeem op Mars, " zei Boatwright. "In tot nu toe gekarakteriseerde meersystemen, we zien bewijs van drainage van buiten de krater, doorbreken van de kraterwand en in sommige gevallen uitstromend aan de andere kant. Maar dat is niet wat hier gebeurt. Alles gebeurt in de krater, en dat is heel anders dan wat eerder is gekarakteriseerd."

belangrijk, Botenmaker zegt, de krater geeft belangrijke aanwijzingen over het vroege klimaat van Mars. Het lijdt geen twijfel dat het klimaat op Mars ooit warmer en natter was dan de bevroren woestijn die de planeet nu is. Wat is minder duidelijk, echter, is of Mars een aards klimaat had met voortdurend stromend water gedurende millennia, of dat het meestal koud en ijzig was met vluchtige perioden van warmte en smelten. Klimaatsimulaties voor vroege Mars suggereren dat temperaturen zelden boven het vriespunt uitkomen, maar geologisch bewijs voor koude en ijzige omstandigheden was schaars, zegt Bootmaker. Dit nieuwe bewijs van oude ijstijd zou dat kunnen veranderen.

"Het koude en ijzige scenario is grotendeels theoretisch geweest - iets dat voortkomt uit klimaatmodellen, " zei Boatwright. "Maar het bewijs voor ijstijd dat we hier zien, helpt om de kloof tussen theorie en observatie te overbruggen. Ik denk dat dat echt de grote afhaalmaaltijd hier is."

Boatwright was in staat om de details van het merensysteem van de krater in kaart te brengen met behulp van hoge resolutiebeelden gemaakt door NASA's Mars Reconnaissance Orbiter. De afbeeldingen onthulden een veelbetekenende handtekening van oude stroombeddingen - kenmerken die omgekeerde rivierkanalen worden genoemd. Als water over een rotsachtig oppervlak stroomt, het kan grofkorrelig sediment achterlaten in de vallei die het erodeert. Wanneer deze sedimenten een interactie aangaan met water, ze kunnen mineralen vormen die harder zijn dan het omringende gesteente. Terwijl verdere erosie in de loop van miljoenen jaren het omringende gesteente wegsnijdt, de gemineraliseerde kanalen worden achtergelaten als verhoogde richels die door het landschap slingeren. Deze kenmerken, samen met sedimentafzettingen en kustlijnkenmerken, laat duidelijk zien waar het water op de kraterbodem stroomde en stroomde.

Maar zonder enig teken van een inlaatkanaal waar water de krater binnenkwam, "de vraag wordt 'hoe zijn deze hier gekomen?"' zei Boatwright.

Om erachter te komen, Boatwright werkte samen met Jim Head, zijn adviseur en een onderzoeksprofessor bij Brown. Ze sloten grondwateractiviteit uit, omdat de krater geen veelbetekenende ondermijnende kanalen had die zich in grondwatersystemen vormen. Deze kanalen verschijnen meestal als korte, stompe kanalen zonder zijrivieren - volledig tegengesteld aan de dichte, vertakkende netwerken van omgekeerde kanalen waargenomen in de krater. Een zorgvuldig onderzoek van de kraterwand onthulde ook een duidelijke reeks richels die naar boven gericht zijn in de richting van de kraterwand. De kenmerken komen overeen met richels die zijn gevormd waar een gletsjer eindigt en hopen rotsachtig puin afzet. Bij elkaar genomen, het bewijs wijst op een gletsjer-gevoed systeem, concludeerden de onderzoekers.

Later onderzoek heeft uitgewezen dat deze krater niet de enige in zijn soort is. Op de Lunar and Planetary Science Conference van deze maand, Boatwright presenteerde onderzoek dat meer dan 40 extra kraters aan het licht bracht die verwante kenmerken lijken te hebben.

Head zegt dat deze nieuwe bevindingen van cruciaal belang kunnen zijn voor het begrijpen van het klimaat van het vroege Mars.

"We hebben deze modellen die ons vertellen dat het vroege Mars koud en ijzig zou zijn geweest, en nu hebben we echt overtuigend geologisch bewijs dat erbij hoort, ' zei Head. 'Niet alleen dat, maar deze krater biedt de criteria die we nodig hebben om nog meer bewijs te zoeken om deze hypothese te testen, dat is echt spannend."