Mars is tegenwoordig een ijskoude wereld. Door de geschiedenis heen had het echter momenten van betere temperatuur waardoor rivieren en zeeën stroomden, met gesmolten gletsjers, en mogelijk was er leven in overvloed.
Tegenwoordig heeft Mars echter een uitgedroogd oppervlak waarin de hoeveelheid water in de atmosfeer vaak tot vorst condenseert, vooral nabij de noordpool. In dat gebied vormt het overblijvende ijskappen. Wat is er met het klimaat van Mars gebeurd?
Het oppervlak en de atmosfeer van Mars
Hoewel het ongekend lijkt, hoewel CO2 warmte vasthoudt, in het gebied van de zuidpool van de planeet Mars, er zit veel bevroren CO2. Het oppervlak van deze planeet vertoont geen tekenen van water, behalve in sommige ijzige gebieden of in de vorm van valleien die zijn geopend door oude overstromingen.
De atmosfeer van Mars is koud, droog en ijl. Deze dunne sluier, voornamelijk samengesteld uit CO2, zorgt voor een druk op het oppervlak die is minder dan 1% van wat op zeeniveau op aarde is geregistreerd. De baan van Mars is 50% verder van de zon verwijderd dan onze planeet. Daarnaast is de sfeer eromheen erg fijn, wat bijdraagt aan dit ijzige klimaat. De gemiddelde temperatuur is -60 graden en bereikt temperaturen van -123 graden aan de polen.
Nogal Het tegenovergestelde de planeet Venus . De middagzon kan het oppervlak voldoende verwarmen om te kunnen produceren af en toe een dooi, maar door de lage atmosferische druk verdampt het water vrijwel onmiddellijk.
Hoewel de atmosfeer een kleine hoeveelheid water bevat en soms water- en ijswolken worden geproduceerd, wordt het klimaat op Mars gekenmerkt door zandstormen of stormen van kooldioxide. Elke winter treft een sneeuwstorm van ijskoude kooldioxide een van de polen, en terwijl ijskoud kooldioxide verdampt uit de tegenoverliggende poolkap, enkele meters van die droge ijssneeuw hopen zich op. Maar zelfs in de pool waar het zomer is en de zon de hele dag schijnt, stijgen de temperaturen zo sterk dat dat ijskoude water smelt.
Het verleden van Mars
De meeste kraters op Mars zijn erg geërodeerd. Rondom bijna elke jongste en grootste krater die je kunt zien constructies die lijken op modderafvoer. Deze modderige uitwerpselen zijn hoogstwaarschijnlijk bevroren overblijfselen van oude rampen, botsingen van asteroïden of kometen met het oppervlak van Mars, die delen van de bevroren permafrost smolt en enorme gaten diep onder de grond boorde in gebieden met vloeibaar water.
Er is bewijs gevonden dat zich op een bepaald moment ijs op het oppervlak heeft gevormd dat typische glaciale landschappen heeft gecreëerd. Deze omvatten rotsachtige richels die bestaan uit sedimenten die aan hun randen zijn achtergelaten door smeltende gletsjers, en meanderende stroken zand en grind die onder gletsjers zijn afgezet door rivieren die onder de ijskap stromen.
Het is mogelijk dat de waterkringloop op Mars componenten had in de natte afleveringen. Een dichte atmosfeer zou hoogstwaarschijnlijk bevatten een aanzienlijke hoeveelheid water verdampte uit meren en zeeën. De waterdamp zou condenseren en wolken vormen en uiteindelijk in regen neerslaan. Het vallende water zou afvloeiing veroorzaken en veel ervan zou door het oppervlak sijpelen. Aan de andere kant zouden de sneeuwval zich hebben verzameld en gletsjers vormen, en deze zouden hun smeltwater in gletsjermeren hebben geloosd.
Sommige van de op Mars genomen foto's onthullen het bestaan van enorme afvoerkanalen die aan het oppervlak zijn gescheurd. Sommige van deze constructies zijn meer dan 200 kilometer breed en strekken zich uit over 2000 kilometer of meer. De geometrie van deze afvoerkanalen geeft aan dat het water niet minder dan het oppervlak had kunnen kruisen met ongeveer 270 kilometer per uur.
Een verloren oceaan?
In sommige hoge delen van Mars zijn er uitgebreide systemen van valleien die uitmonden in sedimentaire depressies, lage gebieden die ooit overstroomden. Maar deze meren waren niet de grootste opeenhopingen van water op aarde. Bij terugkerende overstromingen zijn de afwateringskanalen naar het noorden geloosd en zo gevormd een reeks voorbijgaande meren en zeeën. Zoals op foto's kan worden geïnterpreteerd, markeren veel van de kenmerken die rond deze oude inslagbekkens zijn waargenomen, de gebieden waar gletsjers uitmondden in die diepe wateren.
Volgens verschillende berekeningen zou een van de grootste zeeën ten noorden van Mars een volume kunnen hebben verplaatst dat gelijk is aan dat van de Golf van Mexico en de Middellandse Zee samen. Het is zelfs mogelijk dat er op Mars een oceaan heeft bestaan. Het bewijs hiervan is gebaseerd op het feit dat veel van de kenmerken van de noordelijke vlaktes deden denken aan de erosie van de kustlijnen. Deze hypothetische oceaan werd de Borealis-oceaan genoemd. Er wordt geschat dat het ongeveer vier keer groter zou kunnen zijn dan onze Noordelijke IJszee en het model van de waterkringloop op Mars werd voorgesteld dat de creatie ervan zou kunnen verklaren.
Tegenwoordig aanvaarden de meeste planetologische experts dat zich herhaaldelijk grote watermassa's vormden op de noordelijke vlakten van Mars, maar velen ontkennen dat er ooit een echte oceaan was.
Klimaatverandering
Op een jonge Mars zou een krachtige erosie kunnen plaatsvinden, waardoor het oppervlak gladder wordt. Maar later, naarmate hij ouder werd, werd zijn gezicht koud, droog en met littekens bedekt. Sindsdien zijn er slechts enkele verspreide gematigde perioden geweest die het oppervlak in bepaalde gebieden verjongden.
Het mechanisme dat wisselt tussen milde en zware regimes op Mars, blijft echter grotendeels een mysterie. Op dit moment zijn er slechts weinig uitgebreide verklaringen over hoe deze klimaatveranderingen hadden kunnen plaatsvinden, te wagen.
Een van de hypotheses van klimaatveranderingen op Mars is gebaseerd op de helling van de rotatieas vanuit zijn ideale positie, loodrecht op het baanvlak. Net als de aarde, Mars staat nu ongeveer 24 graden gekanteld. Deze neiging varieert regelmatig in de tijd. De helling verandert ook sterk. Elke 10 miljoen jaar of zo omvat de variatie van de kantelas sporadisch tot 60 graden. Evenzo veranderen de oriëntatie van de kantelas en de vorm van de baan van Mars in de loop van de tijd, volgens een cyclus.
Deze hemelmechanismen, met name de neiging van de rotatieas overmatig te kantelen, veroorzaken extreme seizoenstemperaturen. Zelfs met een ijle atmosfeer zoals die welke de planeet vandaag bedekt, kunnen zomertemperaturen op middelhoge en hoge breedtegraden wekenlang gestaag het vriespunt hebben overschreden tijdens perioden van grote schuine stand, en de winters zouden nog zwaarder zijn geweest dan nu.
Bij voldoende opwarming van een van de polen in de zomer moet de atmosfeer echter drastisch zijn veranderd. Het is mogelijk dat de uitstoot van gassen uit de oververhitte ijskap, uit koolzuurhoudend grondwater of permafrost dat rijk is aan kooldioxide, de atmosfeer voldoende verdikte om een voorbijgaand broeikasklimaat te creëren. Onder deze omstandigheden kan er water op het oppervlak komen. De waterige chemische reacties zouden op hun beurt in die warme periodes zouten en carbonaatgesteenten hebben gevormd; het proces zou kooldioxide langzaam uit de atmosfeer verwijderen en daardoor het broeikaseffect verminderen. Een terugkeer naar gematigde niveaus van obliquiteit zou de planeet verder afkoelen en droogijsneeuw doen neerslaan, de atmosfeer verder dunner maken en Mars terugbrengen naar zijn normale ijzige toestand.