7 juli 2022

Laboratoriumproeven werpen licht op waarom Mars z’n oceanen en magnetisch veld verloor

Het diamanten aambeeld dat bij de laboratoriumproeven is gebruikt. © 2022 Yokoo et al.

Het is al lang bekend dat Mars vroeger oceanen bezat en dat het magnetisch veld van Mars die oceanen in stand hield, net zoals dat nu nog steeds op Aarde het geval is. Maar Mars verloor beiden, zowel z’n oceanen als zijn magnetische veld en de grote vraag is hoe dat zo kon gebeuren. Een Japans team van onderzoekers onder leiding van Shunpei Yokoo (University of Tokyo’s Department of Earth and Planetary Science) heeft nu uit laboratoriumproeven mogelijk kunnen achterhalen hoe dat allemaal gegaan is. Van de aarde weten we dat convectiestromen in de aardkern het magnetisch veld op gang houden en dat zo’n dynamo ook bij andere planeten werkt. Hoe de kern van Mars er precies uit ziet is niet bekend, maar uit meteorietonderzoek blijkt dat de kern van Mars vermoedelijk bestaat uit ijzer en zwavel. Verder laat seismisch onderzoek met NASA’s InSight Marslander zien dat de kern groter en minder dicht is dan gedacht en dat wijst er op dat er ook lichte elementen in de kern zitten, vermoedelijk waterstof. Met deze drie elementen – ijzer, zwavel en waterstof (Fe-S-H) – ging Yokoo’s team aan de slag. Wat ze deden was een monster met een mix van de drie elementen tussen een aambeeld van twee diamanten stoppen en daarmee de druk te verhogen. Met een infraroodlaser werd ook de temperatuur hoger gemaakt, zodat de druk en temperatuur van de Marskern werden nagebootst.

© 2022 Yokoo et al.

Uit het experiment kwam iets opmerkelijks naar voren: het aanvankelijk homogene Fe-S-H viel uiteen in twee verschillende vloeistoffen, een van de ijzervloeistoffen was rijk aan zwavel, de andere rijk aan waterstof – hierboven op de foto te zien, gemaakt met een elektronenmicroscoop. Die scheiding heeft volgens de onderzoekers aan de basis gestaan van de geboorte en dood van het magnetisch veld van Mars en daarmee van diens oceanen.

© 2022 Yokoo et al.

De vloeistof met meer waterstof en minder zwavel, dat minder dicht is, zou boven het dichtere zwavelrijke, waterstofarme vloeibare ijzer zijn gestegen, waardoor convectiestromen ontstonden. Deze stromen, vergelijkbaar met die op aarde, zouden een magnetisch veld hebben gecreëerd dat in staat was om waterstof in de atmosfeer rond Mars te houden, waardoor water als vloeistof zou kunnen bestaan en er zich oceanen konden vormen. Dat duurde echter niet lang. In tegenstelling tot de interne convectiestromen van de aarde die extreem lang aanhouden, zouden er, nadat de twee vloeistoffen volledig waren gescheiden, geen stromen meer zijn geweest om een magnetisch veld aan te drijven (zie afbeelding hierboven). Toen dat gebeurde werd het waterstof in de atmosfeer van Mars door de zonnewind de ruimte ingeblazen, wat leidde tot de afbraak van waterdamp en uiteindelijk tot de verdamping van de Marsoceanen. En dit zou allemaal ongeveer vier miljard jaar geleden hebben plaatsgevonden. Hier het vakartikel over het onderzoek aan de kern van Mars, verschenen in Nature. Bron: Universiteit van Tokio.

Comments

  1. Bart Bruijn zegt

    Je vraagt je af wat er zou zijn gebeurd als Mars een grote maan zou hebben gehad.

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: