Wat meteorieten onthullen over Mars

In tegenstelling tot de maan zijn er geen bodemmonsters van Mars die door ruimtemissies zijn verzameld en naar de aarde zijn teruggebracht. Dit maakt het verkennen van Mars geologisch moeilijker. Naast Mars-rovers die rotsen ter plaatse analyseren, is er nog een andere mogelijkheid: Mars-meteorieten. Een onderzoeksgroep heeft inmiddels meerdere van deze meteorieten onderzocht. In het tijdschrift Science Advances rapporteren ze over de interne structuur van Mars en de verschillen met de aarde.

Ongeveer 11 miljoen jaar geleden trof een grote meteoriet Mars. Fragmenten van de Rode Planeet werden de ruimte in geslingerd en vielen na verloop van tijd in de vorm van meteorieten op de aarde. De eerste werden ontdekt door onderzoekers in Chassigny, Frankrijk, in 1815 en in Nakhla, Egypte, in 1905. Er zijn twee soorten meteorietrotsen op Mars naar deze vindplaatsen vernoemd: chasseniet en nakhaliet. Chasseniet bestaat vrijwel geheel uit olivijn; Nachliet bevat basalt – vergelijkbaar met lava van vulkaanuitbarstingen op IJsland of Hawaï.

We weten dat dit gesteente om drie redenen van Mars komt: ten eerste zijn de meteorieten jong en komen daarom van een planeet waar onlangs een nieuw gesteente is gevormd – wat betekent dat ze pas onlangs vulkanisch actief waren. Ten tweede verschilt hun samenstelling van aardse rotsen. Ten derde zit een deel van de atmosfeer van Mars vast in rotsen, en de samenstelling ervan komt overeen met metingen van de atmosfeer van Mars die door Viking-sondes in de jaren zeventig zijn uitgevoerd.

James Day van de Scripps Institution of Oceanography aan de Universiteit van Californië, San Diego, en zijn team onderzochten zowel nakhliet als chasseniet met behulp van verschillende chemische analysemethoden om hun componenten te bepalen. Ze ontdekten dat nakhliiet en chasseniet uit hetzelfde vulkanische systeem komen. Uit een uniform mengsel van magma kunnen verschillende soorten gesteenten ontstaan ​​door zogenaamde fractionele kristallisatie: verschillende mineralen kristalliseren op verschillende tijdstippen in het vloeibare magma en bezinken de een na de ander. Hierdoor ontstond een Marskorst met verschillende lagen. Chemische analyse toonde ook aan dat sommige palmen delen van de Marskorst aan het oppervlak bevatten die in wisselwerking stonden met de atmosfeer van Mars.

Overeenkomsten en verschillen met de aarde

Wat vooral de aandacht van Day trekt, is dat de vulkanische activiteit op Mars in sommige opzichten sterk lijkt op de vulkanische activiteit op aarde, maar op andere manieren significant verschilt. Dit is hoe nachliiet en chasseniet ontstonden onder omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die welke heersen in vulkanische gebieden op aarde: nieuw gevormde vulkanen drukken op de mantel van de planeet en genereren zo tektonische krachten waaruit vervolgens meer vulkanen ontstaan. De magmareservoirs op Mars zijn echter erg oud vergeleken met de aarde. Op onze thuisplaneet vermengen individuele reservoirs zich voortdurend als gevolg van tektonische platen – maar in het verleden kan dit anders zijn geweest en de aarde zou in dit opzicht meer op Mars hebben geleken.

Laboratoriumstudies van gesteenten op Mars zijn van grote waarde voor onderzoek: in laboratoria op aarde kunnen bodemmonsters van Mars beter en nauwkeuriger worden geanalyseerd dan in situ Mars-rovers. Om deze reden plannen onder meer NASA en de European Space Agency een ‘Mars Sample Return’-programma, waarbij ze bodemmonsters van Mars naar de aarde willen brengen. Vervolgonderzoek zal waarschijnlijk meer informatie kunnen opleveren over de geologie van Mars.