GEULEN OP MARS ZIJN ONTSTAAN DOOR SMELTENDE SNEEUW

Smeltende sneeuw heeft de geulen gevormd die op vele plaatsen op Mars zijn te zien. Dat concludeert Philip Christensen, van de Arizona State University in Tempe, VS (Nature online, 19 febr). De mysterieuze geulen werden drie jaar geleden ontdekt op opnamen van de Mars Global Surveyor en zijn nu door Christensen ook bestudeerd op opnamen van de Mars Odyssey, de verkenner die sinds een jaar op een hoogte van 400 kilometer rond de rode planeet draait. De geulen zijn betrekkelijk jong, gemiddeld 20 meter breed, 500 meter lang en 10 meter diep, en lijken er op te wijzen dat er in het recente verleden water op Mars heeft gestroomd. Dat valt echter moeilijk te rijmen met de zeer lage druk en temperatuur op deze planeet. Ze moeten in wat warmere tijden zijn ontstaan, maar hoe?

De geulen komen op beide halfronden voor tussen de 30e en de 70e breedtegraad. Ze ontspringen vaak op enkele honderden meters onder de top van een helling of kraterwand en opmerkelijk genoeg juist op de van de zon af gekeerde, koudste delen. Dit bracht Christensen op de gedachte dat de geulen misschien zijn ontstaan door het smelten van sneeuw die voornamelijk uit water bestaat. Die sneeuw zou in de vorm van waterdamp van de poolgebieden naar middelbare breedten zijn getransporteerd en wel in een tempo dat bepaald wordt door de hoek die de rotatie-as van Mars ten opzichte van de zon maakt. Die hoek varieert op tijdschalen van honderdduizend tot een miljoen jaar met 20 graden of meer en verandert dus de gemiddelde hoeveelheid zonlicht die in de loop van een jaar op de verschillende delen van Mars valt.

Als de poolgebieden op Mars meer zonlicht opvangen, verdampt (sublimeert) daar meer ijs, dat dan elders op Mars in de vorm van sneeuw (beter: rijp) neerslaat. Astronomen hebben berekend dat er zo gedurende iedere Marszomer een laagje ijs van enkele millimeters dikte van de poolkap kan verdwijnen, om elders te worden afgezet. Deze neerslag bestaat overwegend uit sneeuw van water die vermengd is met stof. Zo'n periode van maximale verdamping duurt enkele duizenden jaren, in de loop waarvan zich op middelbare breedten een laag `vuile sneeuw' van 10 meter dik zou kunnen afzetten. Als het vervolgens door de veranderende stand van Mars op middelbare breedten weer wat warmer wordt, zou deze sneeuw op een heel speciale manier kunnen gaan smelten.

Chistensen speculeert op grond van bepaalde kenmerken van de geulen dat het smelten in het onderste deel van de sneeuwlaag begint. Dat komt doordat de temperatuur aan het oppervlak veel te laag is, terwijl het stof in de sneeuw de absorptie van zonnewarmte versterkt. Onderin de isolerende sneeuwlaag, die aan de bovenkant intact blijft, ontstaat zo water dat de bodem kan verweken en eroderen. Uiteindelijk is er zoveel sneeuw gesmolten dat ook de toplaag instort en de geulen zichtbaar worden. Christensen heeft berekend dat er zo in 5000 jaar voldoende water kan vrijkomen om de waargenomen geulen te kunnen verklaren. Herhaalde perioden van sneeuwval en smelting zouden de geulen verder kunnen uitdiepen en verbreden en tot uitgestrektere erosiepatronen kunnen leiden. Op sommige plaatsen op Mars zouden nog restanten van sneeuwdekken te zien zijn en volgens Christensen zou zich daaronder zelfs nog water kunnen bevinden. Daar zouden in de toekomst dus de Marslandingen moeten plaatsvinden!