Als je denkt dat Mars op dit moment een onherbergzame plek is, heb je het mis... maar het lijkt erop dat de huidige toestand van de planeet relatief mild is in vergelijking met het verre verleden. Ongeveer 4 miljard jaar geleden beleefde een regio van de Rode Planeet genaamd Arabia Terra duizenden krachtige en explosieve vulkaanuitbarstingen die de atmosfeer vulden met zoveel stof en giftige gassen dat elk ervan het klimaat op Mars eeuwenlang kon veranderen. Deze uitbarstingen vonden plaats over een periode van ongeveer 500 miljoen jaar, wat betekent dat het vroege Mars, net als de vroege aarde, ooit heel anders was dan hoe het er nu uitziet.
"Elk van deze uitbarstingen kan het klimaat hebben beïnvloed - misschien heeft het uitgestoten gas de atmosfeer dichter gemaakt of de zon geblokkeerd en de atmosfeer koeler gemaakt", zegt geoloog Patrick Whaley van NASA's Goddard Space Flight Center. "Martiaanse klimaatmodelbouwers hebben veel werk te doen om dit vulkanische effect te begrijpen."
Supererupties zijn de krachtigste van alle bekende vulkaanuitbarstingen, met een magnitude van 8 - de hoogste explosie-index van vulkanen. Een supereruptie werpt meer dan 1000 kubieke kilometer materiaal de atmosfeer in en de omgeving in over een afstand van maximaal 1000 kilometer. Hoewel Arabia Terra dit soort activiteit lang geleden heeft meegemaakt, waren Whalley en zijn team in staat om er bewijs van te vinden op het oppervlak van Mars met behulp van gegevens van de Mars Reconnaissance Orbiter's Compact Surface Imaging Spectrometer (CRISM).
Het gebied is een interessante topografie bezaaid met enorme depressies die zijn geïnterpreteerd als inslag kraters. Dit is niet onredelijk: Mars is bedekt met zulke kraters. Maar in het werk van 2013 werd een andere oorsprong voorgesteld - dit zijn helemaal geen inslagkraters, maar caldera's. Dit zijn depressies die zijn achtergelaten nadat een supervulkaan is uitgebarsten - nadat het magma is uitgestroomd, heeft de rots erboven geen structurele ondersteuning en stort in een soort zinkgat.
Ook interessant:
- Deeltjesemissie: is het veilig voor mensen om naar Mars te vliegen?
- De Perseverance rover ontving het eerste monster van Marsgrond
Whalley en zijn team waren geïntrigeerd door het idee, maar het kan moeilijk zijn om inslagkraters van caldera's te onderscheiden zonder nauwkeuriger te kijken. Dus zochten ze naar iets anders - de enorme hoeveelheid vulkanische as die zou zijn gevallen als gevolg van deze kolossale uitbarstingen.
Hoeveel materiaal zou zijn uitgeworpen, werd gemodelleerd en er werd ook rekening gehouden met het effect van de atmosfeer van Mars op de asverspreiding. Het team nam een profiel van de vulkanische mineralen en begon met de analyse. Ze vonden gelaagde sedimenten die duiden op veranderde vulkanische as in de hele regio. Deze omvatten door aluminium gedomineerde mineralen zoals montmorilloniet, imogoliet en allofaan.
Een driedimensionale topografische kaart van Arabia Terra liet zien hoe deze mineralen in lagen waren gerangschikt. Ze bevonden zich precies waar ze 4-3,5 miljard jaar geleden hadden moeten vallen. En ten slotte stelde de voorspelde hoeveelheid vulkanische neerslag het team in staat om uit te rekenen hoeveel individuele uitbarstingen er waren - en dat is een enorm aantal, ergens tussen de 1 en 000 over een periode van 2 miljard jaar. Volgens schattingen van de onderzoekers zou deze activiteit kunnen worden gecontroleerd door iets meer dan een half dozijn supervulkanen, als ze elk om de paar miljoen jaar zouden uitbarsten.
Dat is heel verrassend, zeggen de onderzoekers. Op aarde zijn supervolkanen onbekend in dergelijke clusters, ze verschijnen in regio's waar andere soorten vulkanen zijn. En het ziet er niet naar uit dat er maar één type vulkaan op Mars is. Dus waarom zou Arabia-Terra de enige plaats lijken te zijn waar vulkanische monsters leven? En waarom hebben we geen andere supervolkanen op Mars gevonden?
Lees ook: