Hobbelen over het basalt

Het zeswielige Marswagentje Spirit heeft de eerste negentig dagen na zijn landing over een geërodeerde basaltvlakte gereden. Aanwijzingen voor water zijn niet gevonden.

HET MARSWAGENTJE SPIRIT heeft geen tekenen van de vroegere aanwezigheid van water gevonden. Dat is de belangrijkste uitkomst van het onderzoek dat Spirit gedurende de eerste negentig sols (Marsdagen) van zijn verblijf op de rode planeet heeft verricht. Vele tientallen onderzoekers doen in Science van deze week (6 augustus) verslag van de eerste resultaten van dit onderzoek. Het ontbreken van tekenen van water is wat teleurstellend, omdat het landingsgebied van Spirit juist was uitgekozen op grond van aanwijzingen dat er vroeger stilstaand water zou kunnen zijn geweest waarin sedimentatie had kunnen plaatsvinden.

Spirit kwam op 4 januari aan boord van zijn landingsvaartuig neer in het oostelijk deel van de 160 kilometer grote inslagkrater Gusev. Landingsvaartuig en landingsplaats worden nu Columbia Memorial Station genoemd, ter herinnering aan de bemanning van de space shuttle Columbia die na rondvluchten rond de aarde op 1 februari 2003 omkwam. Gedurende de eerste negentig dagen legde het zeswielige Marswagentje in Gusev een afstand van 637 meter af. Het stopte onderweg en verichtte telkens onderzoek aan stenen en bodemmateriaal. Daarna zette Spirit koers naar de Columbia Hills, op 2,6 kilometer van de landingsplaats, maar het zou wel knap zijn als hij dat doel nog weet te bereiken.

Spirit beschikt over een panoramacamera die in elf kleuren stereo-opnamen maakt; plaatjes waarin diepte te zien is. Met de camera en een infraroodinstrument worden interessante doelen uitgekozen, die vervolgens met twee spectrometers op een beweegbare arm in detail worden geanalyseerd. Zo kunnen de chemische en mineralogische samenstelling van bodem en stenen worden bepaald. Met een microscoopcamera wordt de textuur van stenen en kleinere objecten bestudeerd en een soort frees schuurt enkele millimeters van het oppervlak van stenen af om het `schone' inwendige te kunnen inspecteren.

Vóórdat Spirit van de aarde vertrok, hadden astronomen erop gewezen dat de zuidelijke rand van de krater Gusev wordt doorsneden door een aftakking van Ma'adim Vallis, een van de grootste valleien op Mars. De gedachte was toen dat in Gusev ooit sedimenten waren afgezet, aangevoerd door het water dat deze vallei in de Marsbodem had uitgeschuurd. Later zou de krater via een breuk aan de noordrand zijn leeggestroomd. Onderzoek op de bodem van de krater zou wellicht sedimenten aan het licht brengen die afkomstig waren van de zuidelijke hooglanden van Mars en in de krater in stilstaand water waren afgezet. Maar het onderzoek van Spirit laat een heel andere geschiedenis zien.

Het landingsgebied blijkt een met hoekige stenen bezaaide vlakte. De chemische samenstelling van deze stenen komt overeen met die van basalten, wat impliceert dat ze een vulkanische oorsprong hebben. Ook hun insluitsels en de textuur van hun oppervlak wijzen hierop. De stenen moeten afkomstig zijn van plaatselijk gevormde lavagesteenten die minstens tien meter dik waren en later door inslaande meteorieten werden verbrijzeld. De textuur van sommige stenen lijkt op die van de basalten van jonge vulkanen op aarde, zoals Kilauea op Hawaii. Vele stenen in Gusev zijn waarschijnlijk afkomstig van de Bonneville-krater, een 120 meter grote inslagkrater op 300 meter van de landingsplaats.

Stof

De hoekige vorm en textuur van stenen wijzen erop dat de belangrijkste veranderingen in dit puingebied worden veroorzaakt door winderosie, stof dat ijle winden met grote snelheid voortblazen. Alles in dit gebied is bedekt met een dunne laag stof. De samenstelling ervan komt overeen met die op de landingsplaatsten van de Mars Pathfinder (die in 1997 elders op Mars landde) en de twee Vikingen (1976). Dit betekent dat de winden op Mars het stof goed dooreen mengen en hun plaatselijke herkomst verdoezelen. De invloed van de wind blijkt ook uit de `zandribbels' en uit de stofafzettingen rond sommige stenen, die daarbij nauwkeurig de heersende windrichting aangeven. Op de opnamen van Spirit zijn ook sporen van stofhozen te zien: banden die donkerder zijn dan het omringende oppervlak doordat het bovenste laagje is weggeblazen. De hozen zelf waren echter niet met de panoramacamera te betrappen.

De onderzoekers concluderen dat het landingsgebied van Spirit ooit een basaltvlakte was en dat de belangrijkste `geologische' processen sindsdien meteorietinslagen en erosie en transport door de wind zijn geweest. De basaltische samenstelling en de afwezigheid van fyllosilicaten en andere waterhoudende verweringsprodukten wijzen er op dat hier nooit sedimentatie in stilstaand water heeft plaastgevonden. Als dat ooit is gebeurd, moet dat meer dan 3 miljard jaar geleden hebben plaatsgevonden en zijn deze afzettingen later door vulkanische gesteenten overdekt.

Intussen rijdt, op vrijwel het tegenovergestelde deel van de rode planeet, het tweede Marswagentje Opportunity rond. Dit landde op 25 januari en is een exacte kopie van Spirit. Ook Opportunity landde in een gebied, Meridiani Planum, waarvan werd geopperd dat er vroeger water zou kunnen hebben gestaan. Afgelopen maart maakte de NASA bekend dat Opportunity in de bodem inderdaad sporen hiervan zou hebben gevonden. Deze bestonden uit laagvormige structuren en verbindingen die alleen door de langdurige invloed van water zouden kunnen ontstaan. Er zijn hierover echter nog geen wetenschappelijke publicatie met gedetailleerde analyseresultaten verschenen. `Eerst maar het slechte nieuws', heeft NASA misschien wel gedacht.