Wetenschappers gebruiken een instrument aan boord van NASA's Mars Atmosphere and Volatile Evolution, of MAVEN, ruimtevaartuigen hebben ontdekt dat waterdamp nabij het oppervlak van de Rode Planeet hoger in de atmosfeer wordt opgetild dan iedereen had verwacht. Daar, het wordt gemakkelijk vernietigd door elektrisch geladen gasdeeltjes - of ionen - en verloren in de ruimte.

Onderzoekers zeiden dat het fenomeen dat ze ontdekten een van de vele is die ertoe hebben geleid dat Mars het equivalent van een wereldwijde oceaan van water tot honderden voet (of tot honderden meters) diep in miljarden jaren heeft verloren. Rapportage over hun bevinding op 13 november in het tijdschrift Wetenschap , onderzoekers zeiden dat Mars vandaag de dag nog steeds water verliest omdat damp naar grote hoogten wordt getransporteerd na sublimatie van de bevroren poolkappen tijdens warmere seizoenen.

"We waren allemaal verrast om water zo hoog in de atmosfeer te vinden, " zei Shane W. Stone, een doctoraalstudent in planetaire wetenschap aan het Lunar and Planetary Laboratory van de Universiteit van Arizona in Tucson. "De metingen die we hebben gebruikt, kunnen alleen afkomstig zijn van MAVEN terwijl het door de atmosfeer van Mars zweeft, hoog boven het aardoppervlak."

Om hun ontdekking te doen, Stone en zijn collega's vertrouwden op gegevens van MAVEN's Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS), die werd ontwikkeld in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland. De massaspectrometer inhaleert lucht en scheidt de ionen waaruit het bestaat door hun massa, dat is hoe wetenschappers ze identificeren.

Stone en zijn team volgden de overvloed aan waterionen hoog boven Mars gedurende meer dan twee Marsjaren. Daarbij, ze bepaalden dat de hoeveelheid waterdamp nabij de top van de atmosfeer op ongeveer 93 mijl, of 150 kilometer, boven het oppervlak is het hoogst in de zomer op het zuidelijk halfrond. Gedurende deze periode, de planeet staat het dichtst bij de zon, en dus warmer, en stofstormen komen vaker voor.

De warme zomertemperaturen en sterke winden die gepaard gaan met stofstormen helpen waterdamp de bovenste delen van de atmosfeer te bereiken, waar het gemakkelijk kan worden afgebroken tot de samenstellende zuurstof en waterstof. De waterstof en zuurstof ontsnappen dan naar de ruimte. Eerder, wetenschappers dachten dat waterdamp dicht bij het oppervlak van Mars was opgesloten, net als op aarde.

"Alles wat het hogere deel van de atmosfeer goed maakt, wordt vernietigd, op Mars of op aarde, "Steen zei, "omdat dit het deel van de atmosfeer is dat wordt blootgesteld aan de volle kracht van de zon."

De onderzoekers maten in juni 2018 20 keer meer water dan normaal gedurende twee dagen. toen een zware wereldwijde stofstorm Mars omhulde (degene die NASA's Opportunity-rover buiten werking stelde). Stone en zijn collega's schatten dat Mars tijdens deze storm in 45 dagen evenveel water verloor als gewoonlijk gedurende een heel Marsjaar. die twee aardse jaren duurt.

"We hebben aangetoond dat stofstormen de watercyclus op Mars onderbreken en watermoleculen hoger in de atmosfeer duwen, waar chemische reacties hun waterstofatomen kunnen vrijgeven, die dan verloren gaan in de ruimte, " zei Paul Mahaffy, directeur van de Solar System Exploration Division bij NASA Goddard en hoofdonderzoeker van NGIMS.

Andere wetenschappers hebben ook ontdekt dat stofstormen op Mars waterdamp ver boven het oppervlak kunnen optillen. Maar niemand realiseerde zich tot nu toe dat het water helemaal tot aan de top van de atmosfeer zou komen. Er zijn overvloedige ionen in dit deel van de atmosfeer die watermoleculen 10 keer sneller kunnen afbreken dan ze op lagere niveaus worden vernietigd.

"Het unieke aan deze ontdekking is dat het ons een nieuw pad biedt waarvan we niet dachten dat het bestond om water uit de omgeving van Mars te laten ontsnappen. " zei Mehdi Benna, een Goddard planetaire wetenschapper en mede-onderzoeker van MAVEN's NGIMS-instrument. "Het zal onze schattingen van hoe snel water vandaag ontsnapt en hoe snel het in het verleden ontsnapte fundamenteel veranderen."