Het huidige Mars is een bevroren woestijn, kouder en droger dan Antarctica, en wetenschappers zijn er vrij zeker van dat dit al minstens 3 miljard jaar zo is. Dat maakt een enorm netwerk van door water uitgehouwen valleien op de flanken van een inslagkrater genaamd Lyot - die ergens tussen 1,5 miljard en 3 miljard jaar geleden werd gevormd - tot iets van een Mars-mysterie. Het is niet duidelijk waar het water vandaan kwam.

Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers van de Brown University heeft naar hun mening de meest plausibele verklaring gegeven voor hoe de netwerken van de Lyot-vallei zijn ontstaan. Ze concluderen dat ten tijde van de Lyot-inslag, de regio was waarschijnlijk bedekt met een dikke laag ijs. De gigantische inslag die de 225 kilometer lange krater vormde, joeg tonnen gloeiend hete rots op die ijslaag, er genoeg van smelten om de ondiepe valleien te kerven.

"Op basis van de waarschijnlijke locatie van ijsafzettingen tijdens deze periode van de geschiedenis van Mars, en de hoeveelheid smeltwater die zou kunnen zijn geproduceerd door Lyot-ejecta die op een ijskap landt, we denken dat dit het meest plausibele scenario is voor de vorming van deze valleien", zei David Weiss, een recente Ph.D. afgestudeerd aan Brown en de hoofdauteur van de studie.

Weiss was co-auteur van de studie, die is gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven , met adviseur en Brown planetaire wetenschapsprofessor Jim Head, samen met mede-afgestudeerde studenten Ashley Palumbo en James Cassanelli.

Er is voldoende bewijs dat er ooit water op het oppervlak van Mars stroomde. Op verschillende locaties zijn door water uitgesleten valleinetwerken gevonden die vergelijkbaar zijn met die van Lyot. Er is ook bewijs voor oude merenstelsels, zoals die bij Gale Crater waar NASA's Curiosity-rover momenteel aan het verkennen is en bij Jezero Crater waar de volgende rover kan landen.

De meeste van deze watergerelateerde oppervlaktekenmerken, echter, dateren uit heel vroeg in de geschiedenis van Mars - de tijdperken die bekend staan ​​als de Noachian en de Hesperian, die respectievelijk ongeveer 4 miljard en 3 miljard jaar geleden eindigde. Van ongeveer 3 miljard jaar geleden tot heden, Mars bevindt zich in een kurkdroge periode die het Amazonegebied wordt genoemd.

De valleinetwerken bij Lyot zijn daarom een ​​zeldzaam voorbeeld van recentere oppervlaktewateractiviteit. Wetenschappers hebben de krater zelf gedateerd in het Amazonegebied, en de valleinetwerken lijken rond dezelfde tijd of kort na de impact te zijn gevormd. Dus de vraag is:waar kwam al dat water vandaan tijdens het droge Amazonegebied?

Wetenschappers hebben een aantal mogelijke verklaringen geponeerd, en de Brown-onderzoekers gingen op zoek naar een aantal van de belangrijkste.

Een van die mogelijke verklaringen, bijvoorbeeld, is dat er mogelijk een enorm reservoir met grondwater was toen de Lyot-inslag plaatsvond. dat water, bevrijd door impact, zou langs de rand van de krater naar het oppervlak kunnen zijn gestroomd en de valleien hebben uitgehouwen. Maar op basis van geologisch bewijs, zeggen de onderzoekers, dat scenario is onwaarschijnlijk

"Als deze zijn gevormd door diepe grondwaterafvoer, dat er ook water in de krater zelf zou zijn gestroomd, "Zei Weiss. "We zien geen enkel bewijs dat er water in de krater aanwezig was."

De onderzoekers keken ook naar de mogelijkheid van voorbijgaande atmosferische effecten na de Lyot-impact. Een botsing van deze omvang zou tonnen steen hebben verdampt, een damppluim de lucht in sturen. Terwijl die hete pluim in wisselwerking stond met de koude atmosfeer, het kan regenval hebben veroorzaakt waarvan sommige wetenschappers denken dat het de valleien heeft uitgehouwen.

Maar dat, te, lijkt onwaarschijnlijk, concludeerden de onderzoekers. Elke regen die verband houdt met de pluim zou zijn gevallen nadat het rotsachtige inslag-ejecta buiten de krater was afgezet. Dus als regenwater de valleien kerfde, je zou verwachten dat er valleien door de ejectalaag zouden snijden. Maar er zijn bijna geen valleien direct aan de Lyot-ejecta. Liever, Palumbo zei, "De overgrote meerderheid van de valleien lijkt te komen van onder de ejecta aan de buitenrand, wat ernstige twijfel doet rijzen over het regenwaterscenario."

Daardoor kwamen de onderzoekers op het idee dat smeltwater, geproduceerd wanneer hete ejecta in wisselwerking staat met een ijzig oppervlak, de Lyot-valleien uitgehouwen.

Volgens modellen van de klimaatgeschiedenis van Mars, ijs dat nu voornamelijk vastzit aan de polen van de planeet, migreerde vaak naar de middelste breedtegraden waar Lyot zich bevindt. En er zijn aanwijzingen dat er op het moment van de inslag inderdaad een ijskap aanwezig was in de regio.

Een deel van dat bewijs komt van de schaarste aan secundaire kraters in Lyot. Secundaire kraters ontstaan ​​wanneer grote brokken steen die tijdens een grote inslag de lucht in worden geschoten, terugvallen naar de oppervlakte, een paar kleine kraters achterlatend rond de hoofdkrater. bij Lyot, er zijn veel minder secundaire kraters dan je zou verwachten, zeggen de onderzoekers. De reden daarvoor, Ze stellen voor, is dat in plaats van direct op het oppervlak te landen, ejecta van Lyot landde op een dikke laag ijs, waardoor het het oppervlak onder het ijs niet kon gutsen. Gebaseerd op het terrein aan de noordkant van Lyot, het team schat dat de ijslaag ergens tussen de 20 en 300 meter dik kan zijn geweest.

De Lyot-inslag zou tonnen steen op die ijslaag hebben gespuwd, waarvan sommige zouden zijn verwarmd tot 250 graden Fahrenheit of meer. Met behulp van een thermisch model van dat proces, de onderzoekers schatten dat de interactie tussen die hete rotsen en een oppervlakte-ijskap duizenden kubieke kilometers smeltwater zou hebben geproduceerd - gemakkelijk genoeg om de vallei bij Lyot te kerven.

"Wat dit laat zien, is een manier om grote hoeveelheden vloeibaar water op Mars te krijgen zonder de noodzaak van een opwarming van de atmosfeer en vloeibaar grondwater, "Zei Cassanelli. "Dus we denken dat dit een goede verklaring is voor hoe je deze kanalen in het Amazonegebied laat vormen."

En het is mogelijk, hoofd zegt, dat ditzelfde mechanisme belangrijk had kunnen zijn vóór het Amazonegebied. Sommige wetenschappers denken dat zelfs in de vroege Noachische en Hesperische tijdperken, Mars was nog steeds behoorlijk koud en ijzig. Als dat het geval was, dan zou dit smeltwatermechanisme ook verantwoordelijk kunnen zijn geweest voor ten minste enkele van de meer oude valleinetwerken op Mars.

"Het is zeker een mogelijkheid die het onderzoeken waard is, ' zei Hoofd.