Mars heeft net een ijstijd achter de rug

Een sonde die rond Mars cirkelt, zag dat de planeet zich herstelt van een ijstijd. Maar het noordpoolijs wordt daardoor juist dikker.

Mars-noordpool, gefotografeerd door de Mars Global Surveyor (1996-2006). Foto NASA/JPL-Caltech/MSSS

De sterke klimaatwisselingen op Mars hebben hun sporen achtergelaten in het gelaagde ijs aan de polen van de planeet. Dat blijkt uit radarmetingen van de Mars Reconnaissance Orbiter, een Amerikaanse ruimtesonde die al tien jaar om de planeet cirkelt. De metingen laten onder meer zien dat Mars ‘herstellende’ is van zijn laatste ijstijd. Maar anders dan je zou denken, wordt het ijs aan zijn polen hierbij juist dikker.

Het radarinstrument van de Marsorbiter zendt hoogfrequente radiogolven uit die de planeetbodem tot diepten van honderden meters kunnen binnendringen. Op die manier kan als het ware onder de huid van Mars worden gekeken.

Een gedetailleerde analyse van het radaronderzoek, die deze vrijdag in Science is gepubliceerd, bevestigt dat het klimaat van Mars – net als dat van onze eigen planeet – een afwisseling van ijstijden en warmere interglacialen vertoont.

Dat is vooral goed te zien aan de noordelijke poolkap, waar het ijs een opvallende spiraalstructuur vertoont. Die structuur is ontstaan door winderosie. De koude lucht die vanaf de pool over de omringende ijsvlakte stroomt, buigt onder invloed van de draaiing van de planeet af. Dit zogeheten coriolis-effect resulteert in een spiraalvormig windpatroon, enigszins vergelijkbaar met de grote orkanen in de aardatmosfeer.

De erosie is op zijn sterkst in perioden dat het relatief warm is ter plaatse; tijdens koude perioden wordt juist nieuw ijs afgezet. Door die afwisseling van erosie en afzetting kreeg het ijs van de noordelijke poolkap een gelaagde structuur.

Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat het ijs rond de noordpool van Mars sinds het einde van de laatste ijstijd, ongeveer 370.000 jaar geleden aanzienlijk dikker is geworden. Er is sindsdien ongeveer 80.000 kubieke kilometer ijs afgezet, voldoende om de hele planeet met ruim een halve meter ijs te bedekken.

Het klinkt paradoxaal, maar dat is een teken dat Mars opwarmt.

De stand van de rotatie-as van Mars en de vorm van diens omloopbaan om de zon ondergaan min of meer regelmatige veranderingen die van invloed zijn op het klimaat. Deze variaties (ook wel Milankovitsj-cycli genoemd) zijn bepalend voor de hoeveelheid zonlicht die de verschillende delen van het planeetoppervlak bereikt.

In dat opzicht verschilt de planeet niet wezenlijk van de aarde, maar de variaties zijn bij Mars wel veel groter. De stand van de aardas varieert slechts een paar graden, die van Mars tientallen graden. En dat heeft grote gevolgen voor de verdeling van het ijs over het planeetoppervlak.

Wanneer de rotatie-as van Mars op zijn schuinst staat, warmen de polen voldoende op om het aanwezige waterijs te doen sublimeren (‘verdampen’). Modelberekeningen laten zien dat dan grote hoeveelheden waterdamp richting evenaar worden getransporteerd, waar ze in de vorm van ijs of sneeuw neerslaan.

Tijdens een ijstijd rukt het ijs dus naar lagere breedten op, net als op aarde. Maar anders dan bij de aarde neemt tegelijkertijd de hoeveelheid ijs aan de polen juist af. Het feit dat de noordelijke poolkap de afgelopen 370.000 jaar alleen maar dikker is geworden, wijst erop dat momenteel het omgekeerde gebeurt: het ijs is weer op de weg terug.