Over het klimaat in de vroege geschiedenis van Mars is lang gedebatteerd:was de Rode Planeet warm en nat, of koud en ijzig? Nieuw onderzoek gepubliceerd in Icarus levert bewijs voor dit laatste.

Mars is bezaaid met valleinetwerken, delta's en meerafzettingen, wat betekent dat het op een gegeven moment vrij stromend water moet hebben gehad, waarschijnlijk ongeveer 4 miljard jaar geleden. Maar klimaatmodellen van het diepe verleden van de planeet zijn niet in staat geweest om warm genoeg te creëren om vloeibaar water aan het oppervlak toe te laten.

"Er zijn mensen die het oude klimaat van Mars proberen te modelleren met dezelfde soort modellen die we hier op aarde gebruiken, en ze hebben het er heel moeilijk mee. Het is moeilijk om een ​​warme oude Mars te creëren omdat de zon toen een stuk zwakker was. Het hele zonnestelsel was koeler, " zei Briony Horgan, een assistent-professor van de aarde, atmosferische en planetaire wetenschappen aan de Purdue University. "Terwijl veel mensen klimaatmodellen gebruiken, we komen hier vanuit een uniek perspectief - wat vertelt het vulkanische record van Mars ons?"

Vulkanisme was overvloedig aanwezig in de vroege geschiedenis van Mars. Er zijn grote, brede vulkanen op enkele van de meest bestudeerde regio's van de planeet, maar er is minder bekend over een gebied met een lage en gladde topografie in de zuidelijke hooglanden dat bekend staat als Sisyphi Planum. Hier, er zijn meer dan 100 afgeplatte heuvels bekend als de Sisyphi Montes, die van vulkanische oorsprong kunnen zijn.

Wanneer vulkanen uitbarsten onder ijskappen en gletsjers op aarde, de combinatie van warmte en smeltwater zorgt voor platte, steile bergen genaamd "tuyas, " of tafelbergen. Wanneer subglaciale uitbarstingen het oppervlak van het ijs niet doorbreken, de toppen van de vulkanen blijven kegelvormig in plaats van plat te worden. De mineralogie die tijdens deze gebeurtenissen wordt geproduceerd, is uniek vanwege de interactie tussen hete lava en koud gletsjersmeltwater.

Sheridan Ackiss, een doctoraat kandidaat bij Purdu en hoofdauteur van de paper, gebruikte afbeeldingen van NASA's Compact Reconnaissance Imaging Spectrometers for Mars (CRISM) om erachter te komen of de minerale samenstelling van de regio consistent was met subglaciaal vulkanisme.

CRISM detecteert zowel het zichtbare bereik als kortere golflengten van licht, waarmee de operators van het instrument een breed scala aan mineralen op het oppervlak van Mars kunnen identificeren. Bij zichtbare golflengten, de manier waarop licht wordt weerkaatst wordt sterk beïnvloed door ijzer, terwijl bij infrarode golflengten, CRISM kan kenmerken van carbonaat oppikken, sulfaat, hydroxyl en water opgenomen in minerale kristallen.

"Elke steen heeft een specifieke vingerafdruk, en je kunt dat identificeren met reflecties van licht, ' zei Ackis.

De bevindingen identificeren drie verschillende minerale combinaties in de regio, gedomineerd door gips, polygehydrateerde sulfaten en een mengsel van smectiet-zeoliet-ijzeroxide - die allemaal in verband zijn gebracht met vulkanen in glaciale omgevingen.

"We hebben nu twee datasets, mineralen en morfologie, die zeggen dat er ooit ijs op Mars moet zijn geweest, "zei Akiss. "En het was waarschijnlijk relatief laat in de geschiedenis van Mars."

Het team van Akiss hoopt dat hun bevindingen kunnen worden gebruikt als referentiepunt voor andere regio's op Mars met een vulkanische geschiedenis. Als onderzoekers elders onder ijskappen bewijs zouden kunnen vinden voor vulkanische activiteit, het zou de zaak voor een zeer koude oude Mars stollen. Maar vrees niet, ruimte liefhebbers, dit sluit de mogelijkheid van vorig leven op Mars niet uit.

"Zelfs als Mars een koude en ijzige woestenij was, deze vulkaanuitbarstingen in wisselwerking met ijskappen hadden een kleine gelukkige plek voor microben kunnen creëren, "Zei Horgan. "Dit is het soort plaats waar je heen zou willen om te begrijpen hoe het leven op Mars in die tijd zou hebben overleefd."