Een nieuwe kaart van Mars verandert de manier waarop we denken over het waterige verleden van de planeet en laat zien waar we in de toekomst zouden moeten landen.

De kaart toont minerale afzettingen over de hele planeet en is de afgelopen tien jaar zorgvuldig gemaakt met behulp van gegevens van ESA's Mars Express Observatoire pour la Mineralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité (OMEGA)-instrument en NASA's Mars Reconnaissance Orbiter Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer voor Mars (CRISM) instrument.

In het bijzonder toont de kaart de locaties en abundanties van waterige mineralen. Deze zijn afkomstig van gesteenten die in het verleden chemisch zijn veranderd door de inwerking van water en die doorgaans zijn omgezet in klei en zouten.

Op aarde wordt klei gevormd wanneer water in wisselwerking staat met rotsen, waarbij verschillende omstandigheden aanleiding geven tot verschillende soorten klei. Bijvoorbeeld, kleimineralen zoals smectiet en vermiculiet vormen zich wanneer relatief kleine hoeveelheden water in wisselwerking staan ​​met het gesteente en zo grotendeels dezelfde chemische elementen behouden als het oorspronkelijke vulkanische gesteente. In het geval van smectiet en vermiculiet zijn die elementen ijzer en magnesium. Wanneer de hoeveelheid water relatief hoog is, kunnen de rotsen meer worden veranderd. Oplosbare elementen hebben de neiging om te worden meegesleurd en aluminiumrijke kleisoorten zoals kaolien achter te laten.

De grote verrassing is de prevalentie van deze mineralen. Tien jaar geleden wisten planetaire wetenschappers van ongeveer 1.000 ontsluitingen op Mars. Dit maakte ze interessant als geologische eigenaardigheden. De nieuwe kaart heeft de situatie echter omgekeerd en honderdduizenden van dergelijke gebieden in de oudste delen van de planeet onthuld.

"Dit werk heeft nu aangetoond dat wanneer je de oude terreinen in detail bestudeert, het niet zien van deze mineralen eigenlijk de eigenaardigheid is", zegt John Carter, Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS) en Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Université Paris-Saclay en Aix Marseille Université, Frankrijk.

Dit is een paradigmaverschuiving voor ons begrip van de geschiedenis van de rode planeet. Uit het kleinere aantal waterige mineralen waarvan we eerder wisten dat ze aanwezig waren, was het mogelijk dat water beperkt was in omvang en duur. Nu kan er geen twijfel over bestaan ​​dat water een grote rol heeft gespeeld bij het vormgeven van de geologie over de hele planeet.

Nu is de grote vraag of het water persistent was of beperkt tot kortere, intensere afleveringen. Hoewel ze nog geen definitief antwoord geven, bieden de nieuwe resultaten onderzoekers zeker een beter hulpmiddel om het antwoord na te streven.

"Ik denk dat we Mars collectief te eenvoudig hebben gemaakt", zegt John. Hij legt uit dat planetaire wetenschappers de neiging hebben om te denken dat er maar een paar soorten kleimineralen op Mars zijn gemaakt tijdens de natte periode, en toen het water geleidelijk opdroogde, werden er zouten over de hele planeet geproduceerd.

Deze nieuwe kaart laat zien dat het ingewikkelder is dan eerder werd gedacht. Hoewel veel van de zouten van Mars waarschijnlijk later zijn gevormd dan de kleisoorten, toont de kaart veel uitzonderingen waar er sprake is van een grondige vermenging van zouten en klei, en sommige zouten waarvan wordt aangenomen dat ze ouder zijn dan sommige kleisoorten.

"De evolutie van veel water naar geen water is niet zo duidelijk als we dachten, het water stopte niet zomaar van de ene op de andere dag. We zien een enorme diversiteit aan geologische contexten, zodat geen enkel proces of eenvoudige tijdlijn de evolutie van de mineralogie van Mars. Dat is het eerste resultaat van onze studie. De tweede is dat als je levensprocessen op aarde uitsluit, Mars een diversiteit aan mineralogie vertoont in geologische omgevingen, net als de aarde, "zegt hij.

Met andere woorden, hoe beter we kijken, hoe complexer het verleden van Mars wordt.

De instrumenten OMEGA en CRISM zijn bij uitstek geschikt voor dit onderzoek. Hun datasets zijn zeer complementair, werken over hetzelfde golflengtebereik en zijn gevoelig voor dezelfde mineralen. CRISM biedt op unieke wijze spectrale beeldvorming met hoge resolutie van het oppervlak (tot 15 m/pixel) voor zeer gelokaliseerde plekken op Mars, en maakt het het meest geschikt voor het in kaart brengen van kleine interessegebieden, zoals landingsplaatsen voor rovers. De mapping laat bijvoorbeeld zien dat de Jezero-krater, waar NASA's Perseverance-rover voor 2020 momenteel aan het verkennen is, een rijke verscheidenheid aan gehydrateerde mineralen vertoont.

OMEGA daarentegen biedt wereldwijde dekking van Mars met een hogere spectrale resolutie en met een betere signaal-ruisverhouding. Dit maakt het beter geschikt voor globale en regionale kartering en om onderscheid te maken tussen de verschillende wijzigingsmineralen.

De resultaten worden gepresenteerd in een paar artikelen gepubliceerd in Icarus en geschreven door John, Lucie Riu en collega's. Lucie was bij het Institute of Space and Astronautical Science (ISAS), Japanese Aerospace eXploration Agency (JAXA), Sagamihara, Japan, toen een deel van het werk werd uitgevoerd, maar is nu een ESA Research Fellow bij ESA's European Space Astronomy Center (ESAC) in Madrid.

Met de basisdetecties in de hand, besloot Lucie de volgende stap te zetten en de hoeveelheden van de aanwezige mineralen te kwantificeren. "Als we weten waar en in welk percentage elk mineraal aanwezig is, krijgen we een beter idee van hoe die mineralen gevormd kunnen zijn", zegt ze.

Dit werk geeft missieplanners ook enkele geweldige kandidaten voor toekomstige landingsplaatsen - om twee redenen. Ten eerste bevatten de waterige mineralen nog steeds watermoleculen. Samen met bekende locaties van begraven waterijs, biedt dit mogelijke locaties voor het extraheren van water voor in-situ gebruik van hulpbronnen, de sleutel tot de oprichting van menselijke bases op Mars. Klei en zouten zijn ook veelvoorkomend bouwmateriaal op aarde.

Ten tweede, zelfs voordat mensen naar Mars gaan, bieden de waterige mineralen fantastische locaties om wetenschap uit te voeren. Als onderdeel van deze minerale mapping-campagne werd de kleirijke site van Oxia Planum ontdekt. Deze oude kleisoorten bevatten de ijzer- en magnesiumrijke mineralen smectiet en vermiculiet. Ze kunnen niet alleen helpen het vroegere klimaat van de planeet te ontsluiten, maar het zijn ook perfecte locaties om te onderzoeken of het leven ooit op Mars is begonnen. Als zodanig werd Oxia Planum voorgesteld en uiteindelijk gekozen als landingsplaats voor ESA's Rosalind Franklin-rover.

"Dit is waar ik in geïnteresseerd ben, en ik denk dat dit soort karteringswerk zal helpen om die studies in de toekomst te ontsluiten", zegt Lucie.

Zoals altijd bij het omgaan met de Mars, hoe meer we leren over de planeet, hoe fascinerender het wordt. + Verder verkennen

Mars Reconnaissance Orbiter geeft een van zijn laatste regenboogkleurige kaarten vrij