De korst van Mars is complexer en geëvolueerd dan eerder werd gedacht

Een nieuwe studie heeft aangetoond dat de oorspronkelijke korst op Mars complexer en verfijnder is dan eerder werd gedacht. De onderzoekers stelden vast dat de korst van Mars grotere concentraties van het chemische element silicium bevat, wat kan betekenen dat het oorspronkelijke oppervlak van Mars vergelijkbaar kan zijn geweest met de korst van de eerste aarde.

Het oppervlak van Mars is uniform basalt, het product van miljarden jaren vulkanen en lava die naar de oppervlakte stroomden en uiteindelijk afkoelden. Omdat Mars geen volledig proces van oppervlaktehermodellering onderging, zoals de transformatie van de continenten op aarde, dachten wetenschappers dat de geschiedenis van de korst van Mars een relatief eenvoudig verhaal was.

Maar in een nieuwe studie hebben onderzoekers locaties gevonden op het zuidelijk halfrond van de Rode Planeet met grotere concentraties silicium, een chemisch element, dan zou worden verwacht in een puur basaltische omgeving. De concentratie van silica werd onthuld door ruimterotsen die in botsing kwamen met Mars, en het materiaal dat kilometers onder het oppervlak was ingebed, werd opgegraven, waardoor een verborgen verleden werd onthuld.

“Er is meer silica in de formatie waardoor het gesteente niet basaltachtig is, maar wat we geavanceerder in formatie noemen”, zegt Valerie Beyer, assistent-professor bij de afdeling Aard- en Milieuwetenschappen aan de Universiteit van Iowa en corresponderende auteur van de studie . “Dit vertelt ons hoe de korst die zich op Mars heeft gevormd absoluut complexer is dan we ooit hebben geweten. Het gaat dus om het begrijpen van dit proces, en vooral wat het betekent voor hoe de aardkorst zich voor het eerst heeft gevormd.”

Wetenschappers geloven dat Mars ongeveer 4,5 miljard jaar geleden is gevormd. Hoe de rode planeet precies is ontstaan, is een mysterie, maar er zijn theorieën. Een idee is dat Mars werd gevormd door een enorme botsing van rotsen in de ruimte, die met zijn intense hitte een volledig vloeibaar gemaakte toestand produceerde, ook bekend als een oceaan van magma. De theorie gaat dat de magma-oceaan geleidelijk afkoelde, waardoor een korst ontstond, zoals een huidlaag, die afzonderlijk basalt zou zijn.

Een andere theorie is dat de magma-oceaan niet volledig was en dat delen van de eerste korst op Mars een andere oorsprong hebben, die andere silicaconcentraties zou vertonen dan basalt.

Bayer en zijn onderzoekspartners analyseerden gegevens die waren verzameld door de Mars Reconnaissance Orbiter voor het zuidelijk halfrond van de planeet, waarvan eerder onderzoek had aangetoond dat het de oudste regio is. De onderzoekers vonden negen locaties – zoals kraters en breuken in het terrein – die rijk waren aan veldspaat, een mineraal dat wordt geassocieerd met lavastromen die meer kiezelhoudend zijn dan basalt.

“Dat was de eerste aanwijzing”, zegt Bayer. “En omdat het terrein rijk is aan veldspaat, hebben we daar silicaconcentraties gedetecteerd.”

Veldspaat is eerder gevonden in andere gebieden op Mars, maar verdere analyse toonde aan dat de chemische samenstelling in die gebieden meer basalt was. Dit schrikte de onderzoekers niet af, die zich tot een ander instrument wendden, THEMIS genaamd, dat concentraties van silica kan detecteren door reflecties van infrarode golflengte van het oppervlak van Mars. Met behulp van gegevens van THEMIS stelde het team vast dat het terrein op de door hen gekozen locaties meer kiezelhoudend was dan basalt.

Om meer geloofwaardigheid aan hun waarnemingen toe te voegen, vertonen meteorieten zoals Erg Chech 002, ontdekt in de woestijn en daterend uit de geboorte van het zonnestelsel, vergelijkbare kiezelhoudende en minerale samenstellingen die het team op de negen locaties op Mars heeft waargenomen.

De onderzoekers dateerden de korst ook op ongeveer 4,2 miljard jaar oud, waardoor het de oudste korst is die tot nu toe op Mars is gevonden.

Bayer zegt een beetje verrast te zijn door de ontdekking.

“Er waren verbindingen op het oppervlak die meer kiezelhoudend dan basalt opmerkten”, zegt ze. “Dus er zijn ideeën geweest dat de korst kiezelhoudend zou kunnen zijn, maar we hebben nooit geweten, en we weten nog steeds niet, hoe de vroege korst gevormd is, of hoe oud het is, dus het is nog steeds een beetje een mysterie.”

Hoewel de oorsprong van de korst van Mars nog steeds omgeven is, is de geschiedenis van de aardkorst minder duidelijk, aangezien alle overblijfselen van de oorspronkelijke korst van onze planeet al lang zijn uitgewist door verschuivende continentale platen miljarden jaren geleden. De ontdekking kan echter inzicht geven in de oorsprong van de aarde.

“We kennen de korst van onze planeet niet vanaf het begin; we weten niet eens wanneer het leven voor het eerst verscheen”, zegt Bayer. “Velen geloven dat de twee verwant kunnen zijn. Dus als we begrijpen hoe de korst er zo lang geleden uitzag, kunnen we de hele evolutie van onze planeet begrijpen.”

Bayer voerde het onderzoek uit als postdoctoraal onderzoeker aan de Northern Arizona University. Ze kwam in augustus bij UI.

De studie, “Evoluerende vroege korst blootgesteld op Mars door spectroscopie”, werd online 4 gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters.