Mars had veel eerder - en veel later - in de geschiedenis van de planeet een globaal magnetisch veld dan wetenschappers eerder wisten.

Het wereldwijde magnetische veld van een planeet komt voort uit wat wetenschappers een dynamo noemen:een stroom gesmolten metaal in de kern van de planeet die een elektrische stroom produceert. Op aarde, de dynamo zorgt ervoor dat kompasnaalden naar het noorden wijzen. Maar de dynamo van Mars is al miljarden jaren uitgestorven.

Nieuwe bevindingen van UBC-onderzoekers die samenwerken met collega's in de VS en Frankrijk, vandaag gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang , brengen ons dichter bij het kennen van de precieze timing en duur van de dynamo van Mars.

"We ontdekken dat de Mars-dynamo op 4,5 miljard en 3,7 miljard jaar geleden werkte. Dynamo-timing is een groot deel van de evolutie van een planeet, en wat we vinden is heel anders dan wat we tot nu toe dachten, " zei Anna Mittelholz, postdoctoraal onderzoeker in de afdeling aarde van UBC, oceaan- en atmosferische wetenschappen, en eerste auteur van de studie. "De dynamo vertelt ons iets over de thermische geschiedenis van de planeet, zijn evolutie, en hoe het is gekomen waar het nu is, en het is uniek voor elk van de terrestrische planeten - aarde, Mars, Venus en Mercurius."

Aanwijzingen over de magnetische geschiedenis van een planeet liggen in gemagnetiseerde rotsen op en onder het oppervlak. Rock is als een bandrecorder, vooral vulkanische rotsen. Ze beginnen als lava, maar als ze afkoelen en stollen in de aanwezigheid van een magnetisch veld, mineralen in de rotsen komen overeen met het wereldwijde magnetische veld. Door deze rotsen te dateren, wetenschappers kunnen inschatten of een dynamo actief was op het moment dat de rots werd geplaatst.

Magnetisme in bepaalde rotsen op het oppervlak van Mars geeft aan dat de Mars-dynamo tussen 4,3 en 4,2 miljard jaar geleden actief was, maar de afwezigheid van magnetisme over drie grote bassins die 3,9 miljard jaar geleden werden gevormd, heeft de meeste wetenschappers ertoe gebracht te geloven dat de dynamo tegen die tijd inactief was.

De UBC-onderzoekers analyseerden nieuwe satellietgegevens en vonden duidelijk bewijs van een magnetisch veld afkomstig van de Lucus Planum-lavastroom die minder dan 3,7 miljard jaar geleden werd gevormd - veel later dan de bovengenoemde bekkens.

De onderzoekers ontdekten ook magnetische velden met een lage intensiteit boven het Borealis-bekken op het noordelijk halfrond van de planeet, die 4,5 miljard jaar geleden werd gevormd en waarvan wordt aangenomen dat het een van de oudste kenmerken op Mars is.

"We hebben deze twee waarnemingen die wijzen op een dynamo in de vroegst bekende tijd in de geschiedenis van Mars, en een dynamo die een half miljard jaar aanwezig was nadat veel mensen dachten dat hij al was uitgeschakeld, " zei Catherine Johnson, een professor in de afdeling aarde, oceaan- en atmosferische wetenschappen en senior wetenschapper aan het Planetary Science Institute in Tucson, Aris., die ook meewerkte aan het onderzoek.

De onderzoekers bieden twee mogelijke verklaringen voor de afwezigheid van magnetische velden boven de bassins:de dynamo is mogelijk gestopt voordat de bassins zich vormden en vervolgens opnieuw gestart voordat Lucus Planum werd gevormd, of de inslagen die de bassins hebben veroorzaakt, hebben eenvoudigweg het deel van de korst verdrongen dat mineralen bevat die sterk magnetisme kunnen dragen.

De nieuwe gegevens voor deze studie zijn afkomstig van MAVEN, de Mars Atmosphere and Volatile Evolution-satelliet. Eerdere gegevens over magnetisme op Mars waren verzameld door de Mars Global Surveyor-satelliet die tussen 1999 en 2006 rond de planeet cirkelde, meestal op 400 kilometer boven het oppervlak. MAVEN, gelanceerd in 2013, werkt zo dicht als ~135 kilometer van het oppervlak en pikt zwakkere signalen op die MGS niet kon detecteren.

Het vermogen van MAVEN om signalen van kleinere objecten op en nabij het oppervlak op te pikken, helpt onderzoekers te onderscheiden of het magnetisme daar vandaan komt, of van oudere rotsen die dieper in de aardkorst zijn begraven.

Door deze nieuwe inzichten vragen onderzoekers zich af wat er zou kunnen worden onthuld als ze nog dichterbij komen. Mittelholz merkte op dat deze studie zich concentreerde op twee specifieke kenmerken, maar overal op Mars blijven kraters met verhalen te vertellen. In de toekomst, verkenning kan evolueren van satellieten naar drones of ballonnen, nog meer gedetailleerde gegevens te verstrekken.