De rode planeet had vroeger een reusachtig, complex magmasysteem dat sprekend op dat van de aarde leek, zo ontdekten wetenschappers.

We zien Mars vaak als een geologisch dode, ‘onbeweeglijke’ planeet. Waar de aarde dankzij verschuivende continentale platen (platentektoniek) voortdurend haar korst recyclet en vulkanen voedt, leek Mars altijd een stuk simpeler in elkaar te zitten. Maar nieuw onderzoek van de Universiteit van Oxford zet dat beeld nu op zijn kop. Mars heeft wel degelijk een ingewikkeld magmanetwerk gehad. En dat dus zonder die platentektoniek, zo valt te lezen in het vaktijdschrift Nature Astronomy.

Mysterieuze knik

Het rommelt nog zo’n twee keer per dag op Mars. Dan is er een Marsbeving, het Martiaanse equivalent van een aardbeving. Ook vinden er regelmatig meteorietinslagen plaats. Beide gebeurtenissen zorgen voor schokgolven die zich onder het Marsoppervlak voorplanten.

NASA’s InSight-missie plantte in 2018 een bevingsmeter op de rode planeet die de schokgolven maten. Het team onder leiding van Tobermory Mackay-Champion analyseerde de gegevens van deze bevingsdata.

Al langer was bekend dat er zich op 24 kilometer onder het Marsoppervlak een soort knik of grenslaag bevindt. Wat kon dit zijn? Het team uit Oxford ging aan de slag met geavanceerde computer- en statistische modellen. De onderzoekers ‘bouwden’ honderden verschillende gesteentesamenstellingen, elk met hun eigen mix van mineralen en chemische elementen. Vervolgens berekenden ze hoe de bevingsgolven zich door al die virtuele gesteenten zouden moeten gedragen.

Magmasoep

Tot slot vergeleken Mackay-Champion en collega’s die gegenereerde gegevens met de échte, door InSight gemeten data van de schokgolven. Wat bleek? Boven de 24 kilometer-grens bestaat het gesteente uit relatief veel silica (mafisch gesteente). Daaronder ligt gesteente dat juist heel rijk is aan ijzer en magnesium, maar arm aan silica (ultramafisch gesteente).

Wat zegt dit nu? Nou, dit verschil duidt op een proces van magmadifferentiatie: het ondergrondse ontmengingsproces dat wel wat weg heeft van een afkoelende pan soep.

Geologische kurk

Wanneer vloeibaar magma diep onder de Marskorst bleef steken en langzaam afkoelde, kristalliseerden zware mineralen (zoals ijzer en magnesium) als eerste uit, waarna ze als een soort ondergrondse sneeuwbui naar de bodem zakten. Het restant dat vloeibaar bleef, was chemisch veranderd en bevatte relatief veel silica. Omdat dit silica-rijke gesteente een lagere dichtheid heeft, dreef het als een soort geologisch kurk naar boven om de toplaag van de korst te vormen.

Op aarde gebeurt dit proces voortdurend onder vulkanische bogen en subductiezones, waar het de drijvende kracht is achter de vorming van onze continenten. De grote verrassing is nu dat Mars dit kunstje dus flikte zonder dat er ooit een continentale plaat voor hoefde te verschuiven.

Duizenden kilometers

“We dachten altijd dat vulkanisme op Mars relatief simpel was in vergelijking met dat op aarde”, zegt Mackay-Champion in het persbericht. “Maar deze ontdekking suggereert dat de rode planeet ooit enorme, langlevende magmasystemen herbergde waarin gesmolten gesteente voortdurend evolueerde.”

Hoewel dat ondergrondse netwerk inmiddels is gestold en versteend – al bewijzen de dagelijkse bevingen dat Mars nog niet helemáál geologisch dood is – strekte dit reusachtige systeem zich miljarden jaren geleden waarschijnlijk uit over duizenden kilometers van het noordelijk halfrond.

Nieuw licht

De bevinding werpt een nieuw licht op de zoektocht naar buitenaards leven, aangezien dit soort geologische processen nauw verbonden zijn met het ontstaan van een atmosfeer en oceanen. Jon Wade, een van de onderzoekers, zegt dan ook: “Als Mars zo’n complexe korst kon ontwikkelen zónder platentektoniek, dan kunnen de voorwaarden voor leefbaarheid op veel meer planeten ontstaan dan we dachten. Ook op werelden die we eerder afschreven omdat ze te klein of geologisch inactief leken.”

Bronnen: Nature Astronomy, University of Oxford via EurekAlert!

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!