Een nieuwe analyse van seismische gegevens van NASA's Mars InSight-missie heeft een aantal verrassingen aan het licht gebracht.

De eerste verrassing:de bovenste 300 meter van de ondergrond onder de landingsplaats bij de evenaar van Mars bevat weinig of geen ijs.

"We vinden dat de korst van Mars zwak en poreus is, de sedimenten zijn niet goed gecementeerd en er is geen ijs of niet veel ijs dat de poriën vult", zei geofysicus Vashan Wright van Scripps Institution of Oceanography aan de University of California San Diego . Wright en drie co-auteurs publiceerden hun analyse in Geophysical Research Letters .

"Deze bevindingen sluiten niet uit dat er ijskorrels of kleine ijsballen kunnen zijn die andere mineralen niet aan elkaar binden", zei Wright. "De vraag is hoe waarschijnlijk het is dat ijs in die vorm aanwezig is?"

De tweede verrassing is in tegenspraak met een leidend idee over wat er met het water op Mars is gebeurd. De rode planeet heeft mogelijk al vroeg in zijn geschiedenis oceanen van water gehuisvest. Veel experts vermoedden dat veel van het water onderdeel werd van de mineralen waaruit ondergronds cement bestaat.

"Als je water in contact brengt met rotsen, produceer je een gloednieuwe set mineralen, zoals klei, dus het water is geen vloeistof. Het maakt deel uit van de minerale structuur", zei co-auteur Michael Manga van de Universiteit van Californië Berkeley. "Er is wat cement, maar de rotsen zitten niet vol met cement."

"Water kan ook in mineralen terechtkomen die niet als cement werken, maar de ongecementeerde ondergrond verwijdert een manier om een ​​record van leven of biologische activiteit te behouden," zei Wright. Cementen houden van nature rotsen en sedimenten bij elkaar en beschermen ze tegen destructieve erosie.

Het ontbreken van gecementeerde sedimenten suggereert een waterschaarste in de 300 meter onder de landingsplaats van InSight nabij de evenaar. De gemiddelde temperatuur onder het vriespunt op de evenaar van Mars betekent dat de omstandigheden koud genoeg zouden zijn om water te bevriezen als het daar was.

Veel planetaire wetenschappers, waaronder Manga, hebben lang vermoed dat de ondergrond van Mars vol ijs zou zijn. Hun vermoedens zijn weggesmolten. Toch blijven er grote ijskappen en bevroren grondijs op de Marspolen.

"Als wetenschappers worden we nu geconfronteerd met de beste gegevens, de beste waarnemingen. En onze modellen voorspelden dat er op die breedtegraad nog steeds bevroren grond zou moeten zijn met watervoerende lagen eronder", zegt Manga, professor en voorzitter van Aard- en planetaire wetenschap aan UC Berkeley.

Het InSight-ruimtevaartuig landde in 2018 op Elysium Planitia, een vlakke, gladde vlakte nabij de evenaar van Mars. Tot de instrumenten behoorde een seismometer die trillingen meet die worden veroorzaakt door marsbevingen en neerstortende meteorieten.

Wetenschappers kunnen deze informatie koppelen aan een enorme hoeveelheid kennis over het oppervlak, inclusief afbeeldingen van Mars-landvormen en temperatuurgegevens. De oppervlaktegegevens suggereerden dat de ondergrond zou kunnen bestaan ​​​​uit sedimentair gesteente en lavastromen. Toch moest het team rekening houden met onzekerheden over eigenschappen van de ondergrond, zoals porositeit en mineraalgehalte.

Seismische golven van marsbevingen geven aanwijzingen voor de aard van de materialen waar ze doorheen reizen. Mogelijke cementerende mineralen, zoals calciet, klei, kaoliniet en gips, beïnvloeden de seismische snelheden. Het team van Wright bij Scripps Oceanography paste computermodellering van rotsfysica toe om de snelheden te interpreteren die zijn afgeleid van de InSight-gegevens.

"We hebben onze modellen elk 10.000 keer uitgevoerd om de onzekerheden in onze antwoorden te verwerken", zegt co-auteur Richard Kilburn, een afgestudeerde student die werkt in het Scripps Tectonorockphysics Lab onder leiding van Wright. Simulaties die een ondergrond tonen die voornamelijk uit ongecementeerd materiaal bestaat, pasten het beste bij de gegevens.

Wetenschappers willen de ondergrond onderzoeken, want als er leven op Mars bestaat, zou dat daar zijn. Er is geen vloeibaar water op het oppervlak en het leven onder de grond zou worden beschermd tegen straling. Na een monster-retourmissie, is een NASA-prioriteit voor het volgende decennium het Mars Life Explorer-missieconcept. Het doel is om op hoge breedte twee meter in de korst van Mars te boren om te zoeken naar leven waar ijs, gesteente en de atmosfeer samenkomen.

De voorgestelde internationale robot Mars Ice Mapper Mission wordt al overwogen om NASA te helpen potentiële wetenschappelijke doelen te identificeren voor de eerste menselijke missies naar Mars. Scripps Oceanography helpt jonge wetenschappers voor te bereiden om bij te dragen aan dergelijke missies.

"Mijn hele leven lang heb ik gehoord dat de aarde onbewoonbaar kan worden", zei co-auteur Jhardel Dasent, een andere afgestudeerde student in het laboratorium dat Wright leidt. "Ik ben nu op de leeftijd dat ik kan bijdragen aan het produceren van de kennis van een andere planeet die ons daar kan brengen."

Dit onderzoek werd gefinancierd door de National Science Foundation, NASA en het CIFAR Earth 4D-programma. + Verder verkennen

Analyse van de door de wind veroorzaakte trillingen van Mars werpt licht op de ondergrondse eigenschappen van de planeet