Een van de grote mysteries van de moderne ruimtewetenschap wordt netjes samengevat door het uitzicht vanuit NASA's Perseverance, die net op Mars is geland:vandaag is het een woestijnplaneet, en toch zit de rover pal naast een oude rivierdelta.

De schijnbare tegenstelling houdt wetenschappers al tientallen jaren bezig, vooral omdat op hetzelfde moment dat Mars stromende rivieren had, het kreeg minder dan een derde zoveel zonneschijn als we vandaag op aarde genieten.

Maar een nieuwe studie onder leiding van planetaire wetenschapper Kite van de Universiteit van Chicago, een assistent-professor geofysische wetenschappen en een expert op het gebied van klimaten van andere werelden, gebruikt een computermodel om een ​​veelbelovende verklaring te geven:Mars kan een dunne laag ijs hebben gehad, wolken op grote hoogte die een broeikaseffect veroorzaakten.

"Er is een gênante discrepantie geweest tussen ons bewijs, en ons vermogen om het uit te leggen in termen van natuurkunde en scheikunde, "zei Kite. "Deze hypothese gaat een heel eind in de richting van het dichten van die kloof."

Van de vele verklaringen die wetenschappers eerder naar voren hadden gebracht, geen enkele heeft ooit echt gewerkt. Bijvoorbeeld, sommigen suggereerden dat een botsing van een enorme asteroïde genoeg kinetische energie had kunnen vrijgeven om de planeet te verwarmen. Maar andere berekeningen toonden aan dat dit effect slechts een jaar of twee zou duren - en de sporen van oude rivieren en meren laten zien dat de opwarming waarschijnlijk minstens honderden jaren aanhield.

Kite en zijn collega's wilden een alternatieve verklaring bekijken:wolken op grote hoogte, zoals cirrus op aarde. Zelfs een kleine hoeveelheid wolken in de atmosfeer kan de temperatuur van een planeet aanzienlijk verhogen, een broeikaseffect vergelijkbaar met koolstofdioxide in de atmosfeer.

Het idee was voor het eerst voorgesteld in 2013, maar het was grotendeels opzij gezet omdat, vlieger zei, "Er werd beweerd dat het alleen zou werken als de wolken onwaarschijnlijke eigenschappen hadden." Bijvoorbeeld, de modellen suggereerden dat water lang in de atmosfeer zou moeten blijven hangen - veel langer dan normaal op aarde - dus het hele vooruitzicht leek onwaarschijnlijk.

Met behulp van een 3D-model van de atmosfeer van de hele planeet, Kite en zijn team gingen aan het werk. Het ontbrekende stuk, ze vonden, was de hoeveelheid ijs op de grond. Als er ijs was dat grote delen van Mars bedekte, die oppervlaktevochtigheid zou creëren die de voorkeur geeft aan wolken op lage hoogte, waarvan men denkt dat ze de planeten niet erg opwarmen (of ze zelfs kunnen afkoelen, omdat wolken het zonlicht van de planeet af weerkaatsen.)

Maar als er alleen ijsblokjes zijn, zoals bij de polen en op de toppen van bergen, de lucht op de grond wordt veel droger. Die omstandigheden geven de voorkeur aan een hoge wolkenlaag - wolken die de neiging hebben om planeten gemakkelijker op te warmen.

De modelresultaten toonden aan dat wetenschappers mogelijk enkele cruciale veronderstellingen op basis van onze eigen specifieke planeet moeten verwerpen.

"In de modellen deze wolken gedragen zich op een zeer onaardse manier, "zei Kite. "Modellen bouwen op op aarde gebaseerde intuïtie zal gewoon niet werken, omdat dit helemaal niet lijkt op de watercyclus van de aarde, die water snel tussen de atmosfeer en het oppervlak verplaatst."

Hier op aarde, waar water bijna driekwart van het oppervlak bedekt, water beweegt snel en ongelijkmatig tussen oceaan en atmosfeer en land - bewegend in wervelingen en wervelingen die betekenen dat sommige plaatsen grotendeels droog zijn (de Sahara) en andere doordrenkt zijn (de Amazone). In tegenstelling tot, zelfs op het hoogtepunt van zijn bewoonbaarheid, Mars had veel minder water op het oppervlak. Wanneer waterdamp in de atmosfeer terechtkomt, in het model van Kite, het blijft hangen.

"Ons model suggereert dat zodra water in de vroege atmosfeer van Mars kwam, het zou daar vrij lang blijven - bijna een jaar - en dat schept de voorwaarden voor langlevende wolken op grote hoogte, ' zei Kite.

NASA's pas gelande Perseverance-rover zou dit idee op meerdere manieren moeten kunnen testen, te, zoals door kiezelstenen te analyseren om eerdere atmosferische druk op Mars te reconstrueren.

Het volledige verhaal begrijpen van hoe Mars zijn warmte en atmosfeer heeft gewonnen en verloren, kan helpen bij het zoeken naar andere bewoonbare werelden, zeiden de wetenschappers.

"Mars is belangrijk omdat het de enige planeet is die we kennen die het vermogen had om leven te ondersteunen - en het vervolgens verloor, " zei Kite. "De klimaatstabiliteit op de aarde op lange termijn is opmerkelijk. We willen alle manieren begrijpen waarop de klimaatstabiliteit van een planeet op lange termijn kan instorten - en alle manieren (niet alleen op de manier van de aarde) waarop deze kan worden gehandhaafd. Deze zoektocht definieert het nieuwe veld van vergelijkende planetaire bewoonbaarheid."