Mars was misschien een nattere plek dan eerder werd gedacht, volgens onderzoek naar gesimuleerde Mars-meteorieten uitgevoerd, gedeeltelijk, bij het Lawrence Berkeley National Laboratory van het Department of Energy (Berkeley Lab).

In een onderzoek dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd: Natuurcommunicatie , onderzoekers vonden bewijs dat een mineraal gevonden in meteorieten van Mars - dat werd beschouwd als bewijs van een oude droge omgeving op Mars - oorspronkelijk een waterstofhoudend mineraal was dat zou kunnen wijzen op een meer waterrijke geschiedenis voor de Rode Planeet.

Wetenschappers van de Universiteit van Nevada, Las Vegas (UNLV), die een internationaal onderzoeksteam leidde in de studie, creëerde een synthetische versie van een waterstofhoudend mineraal dat bekend staat als whitlockiet.

Na schokcompressie-experimenten op whitlockietmonsters die simuleerden

de omstandigheden van het uitwerpen van meteorieten van Mars, de onderzoekers bestudeerden hun microscopische make-up met röntgenexperimenten bij Berkeley Lab's Advanced Light Source (ALS) en bij Argonne National Laboratory's Advanced Photon Source (APS).

De röntgenexperimenten toonden aan dat whitlockiet uitgedroogd kan raken door dergelijke schokken, vorming van merrilliet, een mineraal dat vaak wordt aangetroffen in meteorieten van Mars, maar dat van nature niet op aarde voorkomt.

"Dit is belangrijk om af te leiden hoeveel water er op Mars had kunnen zijn, en of het water van Mars zelf kwam en niet van kometen of meteorieten, " zei Martin Kunz, een stafwetenschapper bij ALS van Berkeley Lab die deelnam aan röntgenonderzoeken van de geschokte whitlockietmonsters.

"Als zelfs een deel van merrilliet eerder whitlockiet was geweest, het verandert het waterbudget van Mars drastisch, " zei Oliver Tschauner, een professor in onderzoek aan de afdeling Geowetenschappen van UNLV die samen met Christopher Adcock de studie leidde, een assistent-onderzoeksprofessor bij UNLV.

En omdat whitlockiet in water kan worden opgelost en fosfor bevat, een essentieel element voor het leven op aarde - en merrilliet lijkt veel voor te komen bij veel Mars-meteorieten - de studie zou ook implicaties kunnen hebben voor de mogelijkheid van leven op Mars.

"De overkoepelende vraag hier gaat over water op Mars en zijn vroege geschiedenis op Mars:was er ooit een omgeving die een generatie van leven op Mars mogelijk maakte?" zei Tschauner.

De drukken en temperaturen gegenereerd in de schokexperimenten, hoewel vergelijkbaar met die van een meteorietinslag, duurde slechts ongeveer 100 miljardste van een seconde, of ongeveer een tiende tot een honderdste zo lang als een daadwerkelijke meteorietinslag.

Het feit dat experimenten zelfs een gedeeltelijke conversie naar merrilliet lieten zien in deze door het laboratorium gecreëerde omstandigheden, een impact van langere duur zou waarschijnlijk hebben geleid tot "bijna volledige conversie" naar merrilliet, zei Tschauner.

Hij voegde eraan toe dat deze laatste studie een van de eerste in zijn soort lijkt te zijn om de schokeffecten op synthetisch whitlockiet in detail te beschrijven, wat zeldzaam is op aarde.

Onderzoekers beschoten de synthetische whitlockietmonsters met metalen platen die werden afgevuurd door een gasdrukpistool met snelheden tot ongeveer een halve mijl per seconde, of ongeveer 1, 678 mijl per uur, en bij drukken tot ongeveer 363, 000 keer groter dan de luchtdruk in een basketbal.

"Je hebt een zeer zware impact nodig om materiaal snel genoeg te versnellen om aan de zwaartekracht van Mars te ontsnappen. ' zei Tschauner.

Bij ALS van Berkeley Lab, onderzoekers gebruikten een röntgenstraal om de microscopische structuur van geschokte whitlockietmonsters te bestuderen in een techniek die bekend staat als röntgendiffractie. Met de techniek konden onderzoekers onderscheid maken tussen merrilliet en whitlockiet in de geschokte monsters.

Afzonderlijke röntgenexperimenten uitgevoerd bij Argonne Lab's APS toonden aan dat tot 36 procent van whitlockiet werd omgezet in merrilliet op de plaats van de impact van de metalen plaat op het mineraal, en dat door schokken gegenereerde verwarming in plaats van compressie de grootste rol kan spelen bij de transformatie van whitlockiet in merrilliet.

Er zijn ook aanwijzingen dat er tegenwoordig vloeibaar water op Mars stroomt, hoewel er nog geen wetenschappelijk bewijs is dat er ooit leven op Mars heeft bestaan. In 2013, planetaire wetenschappers meldden dat donkere strepen die op de hellingen van Mars verschijnen waarschijnlijk verband houden met periodieke waterstromen als gevolg van veranderende temperaturen. Ze baseerden hun analyse op gegevens van NASA's Mars Reconnaissance Orbiter.

En in november 2016, NASA-wetenschappers meldden dat een groot ondergronds waterijs in een gebied van Mars het equivalent bevat van al het water in Lake Superior, de grootste van de Grote Meren. Rover-verkenningen hebben ook bewijs gevonden van de vroegere overvloed aan water op basis van analyse van oppervlaktegesteenten.

"De enige ontbrekende schakel is nu om te bewijzen dat (merrilliet) had, in feite, was eerder martian whitlockiet, "Zei Tschauner. "We moeten terug naar de echte meteorieten om te zien of er sporen van water waren."

Adcock en Tschauner voeren nog een ronde van onderzoeken uit waarbij infrarood licht wordt gebruikt bij de ALS om echte Mars-meteorietmonsters te bestuderen. en plannen dit jaar ook röntgenonderzoeken van deze werkelijke monsters.

Veel meteorieten van Mars die op aarde zijn gevonden, lijken te komen uit een periode van ongeveer 150 miljoen tot 586 miljoen jaar geleden, en de meeste komen waarschijnlijk uit hetzelfde gebied van Mars. Deze meteorieten zijn in wezen opgegraven vanaf een diepte van ongeveer een kilometer onder het oppervlak door de eerste impact die ze de ruimte in stuurde, dus ze zijn niet representatief voor de meer recente geologie aan het oppervlak van Mars, Tschauner uitgelegd.

"De meeste van hen lijken erg op elkaar in de gesteentesamenstelling en de mineralen die voorkomen, en een vergelijkbare impactleeftijd hebben, " zei hij. Mars is waarschijnlijk ongeveer 4,6 miljard jaar geleden gevormd, ongeveer dezelfde tijd als de aarde en de rest van ons zonnestelsel.

Zelfs met meer gedetailleerde studies van Mars-meteorieten in combinatie met thermische beeldvorming van Mars uit orbiters, en rotsmonsters geanalyseerd door rovers die het oppervlak van de planeet doorkruisen, het beste bewijs van de watergeschiedenis van Mars zou een echte Mars-rots zijn die van de planeet is genomen en terug naar de aarde wordt getransporteerd, intact, voor gedetailleerde studies, onderzoekers opgemerkt.

"Het is heel belangrijk om een ​​steen te krijgen die niet is 'geschopt'", zoals de meteorieten van Mars hebben gedaan, zei Kunz, om meer te weten te komen over de watergeschiedenis van de planeet.