Een nieuwe studie van de Universiteit van Texas in Austin helpt wetenschappers om het oude klimaat van Mars samen te stellen door te onthullen hoeveel regenval en smeltende sneeuw de meren en rivierdalen 3,5 miljard tot 4 miljard jaar geleden vulden.

De studie, gepubliceerd in Geologie, is de eerste keer dat onderzoekers de neerslag hebben gekwantificeerd die over de hele planeet aanwezig moet zijn geweest, en het komt naar buiten terwijl de Mars 2020 Perseverance-rover zijn weg baant naar de rode planeet om te landen in een van de meerbeddingen die cruciaal zijn voor dit nieuwe onderzoek.

Het oude klimaat van Mars is een raadsel voor wetenschappers. aan geologen, het bestaan ​​van rivierbeddingen en paleolakes - eeuwenoude meerbekkens - schetst een beeld van een planeet met aanzienlijke regenval of smeltende sneeuw. Maar wetenschappers die gespecialiseerd zijn in computerklimaatmodellen van de planeet zijn er niet in geslaagd een oud klimaat met grote hoeveelheden vloeibaar water lang genoeg te reproduceren om de waargenomen geologie te verklaren.

"Dit is buitengewoon belangrijk omdat Mars 3,5 tot 4 miljard jaar geleden bedekt was met water. Het had veel regen of gesmolten sneeuw om die kanalen en meren te vullen, " zei hoofdauteur Gaia Stucky de Quay, een postdoctoraal onderzoeker aan de Jackson School of Geosciences van de UT. "Nu is het helemaal droog. We proberen te begrijpen hoeveel water er was en waar het allemaal is gebleven."

Hoewel wetenschappers grote hoeveelheden bevroren water op Mars hebben gevonden, er bestaat momenteel geen significante hoeveelheid vloeibaar water.

In de studie, onderzoekers ontdekten dat de neerslag in een enkele aflevering tussen 13 en 520 voet (4 tot 159 meter) moet zijn geweest om de meren te vullen en, in sommige gevallen, zorgen voor voldoende water om over te stromen en de bekkens van het meer te doorbreken. Hoewel het bereik groot is, het kan worden gebruikt om te helpen begrijpen welke klimaatmodellen nauwkeurig zijn, zei Stucky de Quay.

"Het is een enorme cognitieve dissonantie, " zei ze. "Klimaatmodellen hebben moeite om die hoeveelheid vloeibaar water op dat moment te verantwoorden. Het is als, vloeibaar water is niet mogelijk, maar het is gebeurd. Dit is de kenniskloof die ons werk probeert op te vullen."

De wetenschappers keken naar 96 meren met open en gesloten bassins en hun stroomgebieden, allemaal gedacht te zijn gevormd tussen 3,5 miljard en 4 miljard jaar geleden. Open meren zijn meren die zijn gescheurd door overstromend water; gesloten, anderzijds, zijn intact. Met behulp van satellietbeelden en topografie, ze maten meren en stroomgebieden, en meervolumes, en rekening gehouden met mogelijke verdamping om erachter te komen hoeveel water nodig was om de meren te vullen.

Door te kijken naar oude gesloten en open meren, en de rivierdalen die hen voedden, het team kon een minimale en maximale neerslag bepalen. De gesloten meren bieden een glimp van de maximale hoeveelheid water die in één keer zou kunnen zijn gevallen zonder de zijkant van het meerbassin te doorbreken. De open meren tonen de minimale hoeveelheid water die nodig is om over het meerbassin te komen, waardoor het water een kant scheurt en naar buiten stroomt.

In 13 gevallen onderzoekers ontdekten gekoppelde bassins - met een gesloten en een open bassin die werden gevoed door dezelfde rivierdalen - die het belangrijkste bewijs leverden van zowel maximale als minimale neerslag in één enkele gebeurtenis.

Een andere grote onbekende is hoe lang de regenval of het smelten van de sneeuw moet hebben geduurd:dagen, jaren of duizenden jaren. Dat is de volgende stap van het onderzoek, zei Stucky de Quay.

Nu dit onderzoek is gepubliceerd, NASA heeft onlangs Mars 2020 Perseverance Rover gelanceerd om de Jezero-krater te bezoeken, die een van de open meerbeddingen bevat die in het onderzoek zijn gebruikt. Co-auteur Tim Goudge, een assistent-professor aan de UT Jackson School Department of Geological Sciences, was de leidende wetenschappelijke pleitbezorger voor de landingsplaats. Hij zei dat de gegevens die door de krater zijn verzameld, van belang kunnen zijn om te bepalen hoeveel water er op Mars was en of er tekenen zijn van vorig leven.

"Gaia's studie neemt eerder geïdentificeerde gesloten en open meerbassins, maar past een slimme nieuwe benadering toe om te beperken hoeveel neerslag deze meren hebben ervaren, Goudge zei. "Deze resultaten helpen ons niet alleen om ons begrip van het oude Marsklimaat te verfijnen, maar ze zullen ook een geweldige bron zijn om de resultaten van de Mars 2020 Perseverance Rover in een meer mondiale context te plaatsen."