ľ�ϸ���Ӱ��

Was er dan misschien tóch leven op Mars? Vooralsnog is daar helaas geen sluitend bewijs voor. Maar de drijvende kracht achter geheimzinnige Martiaanse duingeulen heeft wel iets weg van een levend wezen. Aardwetenschapper dr. Lonneke Roelofs van de Universiteit Utrecht onderzocht het ontstaan van deze geulen. In een testopstelling zag ze dat blokken CO₂-ijs de geulen ‘graven’ op een bijzondere manier. “Alsof ik zat te kijken naar de zandwormen in de film Dune.”

Al eerder was door andere onderzoekers het vermoeden geuit dat die blokken wel eens een rol zouden kunnen spelen in de vorming van de geulen. Roelofs heeft nu daarvoor het bewijs geleverd door in een experiment CO₂-ijsblokken daadwerkelijk die geulen te laten graven – een fenomeen dat we hier op Aarde niet kennen en dat ook nog nooit eerder door iemand was waargenomen.

Sublimeren

Het ijs ontstaat op de duinen tijdens de Martiaanse winter, wanneer het daar 120 graden onder nul is. Aan het einde van de winter warmen de duinhellingen op en breken er blokken ijs af, van soms wel een meter lang. Door de ijle atmosfeer en het grote temperatuurverschil met het warme duinzand gaat de onderkant van het ijs meteen over in gas, een proces dat sublimeren wordt genoemd. Aangezien een kilo gas veel meer ruimte nodig heeft dan eenzelfde gewicht aan ijs, explodeert het ijs als het ware. “In onze simulatie zag ik hoe door die hoge gasdruk het zand rondom het blok alle kanten opstuift,” vertelt Roelofs. Hierdoor graaft het blok zich op de helling in, in een kuil met dijkjes van neergedwarreld zand waarin het vast komt te liggen. “Maar het sublimeren gaat gewoon door, dus het zand blijft opstuiven.” Zo baant het blok zich langzaam een weg naar beneden, ondertussen een langgerekte, diepe geul met een soort zanddijkjes aan de zijkant achterlatend. Precies het type geul dat ook op de rode planeet wordt aangetroffen. 

Filmopnamen van de experimenten - zie hoe de ijsblokken zichzelf ingraven

Onderzoek doen naar de vorming van landschapsstructuren op andere planeten is ook een manier om uit de Aardse kaders te stappen

Landschapsvorming

Lonneke Roelofs onderzoekt de processen die het landschap vormen op de planeet Mars. Zo publiceerde ze vorig jaar al een onderzoek over sublimerend CO₂-ijs als drijvende kracht achter Martiaanse modderstromen. Deze slijten diepe geulen uit op kraterwanden. “Maar de geulen uit dit onderzoek zien er anders uit,” legt Roelofs uit. “Hier moest dus een ander proces aan ten grondslag liggen, maar welk? Daar wilde ik achter komen.” 

Marskamer

Om het mysterie van de bijzondere duingeulen op te lossen reisde ze samen met Masterstudent Simone Visschers af naar het Engelse Milton Keynes. De Open ľ�ϸ���Ӱ�� beschikt daar namelijk over een ‘Marskamer’: een cabine voor het nabootsen van de Martiaanse omstandigheden. Financiële ondersteuning door de British Society of Geomorphology maakte het bezoek mogelijk. “We probeerden het een en ander uit door een duinhelling na te bootsen in verschillende hellingshoeken. Bovenaan lieten we een brok CO₂-ijs vallen, en keken we wat er gebeurde,” vertelt de onderzoeker. “Na wat zoeken naar de juiste helling zagen we eindelijk resultaat. Het CO₂-ijsblok begon zich in te graven en naar beneden te bewegen, net zoals een gravende mol of de zandwormen uit Dune. Een absurd gezicht!”

Van ijs naar geulen

Maar hoe vormen deze blokken ijs zich precies? “De blokken CO₂-ijs ontstaan op de woestijnduinen halverwege het zuidelijk halfrond van Mars. Tijdens de winter vormt er zich een laag CO₂-ijs over het gehele oppervlak van het duinveld, soms tot wel 70 cm dik! In de lente begint dit ijs op te warmen en te sublimeren. De laatste restjes hiervan zijn de blokken ijs aan de schaduwzijde van de duintoppen. En dat is het ijs waarvan stukken afbreken, als het op een gegeven moment warm genoeg is. Eenmaal onderaan de helling aanbeland en tot stilstand gekomen blijft het ijs sublimeren tot alle CO₂ is vervlogen. Wat er dan overblijft is een kuil.”

Waarom Mars?

Wat is toch die fascinatie die deze planeet met zich meebrengt? “Mars is onze meest nabije buur. Hij bevindt zich als enige rotsplaneet vlakbij de 'groene zone' van ons zonnestelsel. Deze zone ligt precies ver genoeg van de zon waardoor de aanwezigheid van vloeibaar water mogelijk is, een voorwaarde voor leven. Vraagstukken over het ontstaan van het leven, en eventueel leven buiten de Aarde, zouden hier dus opgelost kunnen worden,” vertelt Roelofs. “Daarnaast is onderzoek doen naar de vorming van landschapsstructuren op andere planeten een manier om uit de Aardse kaders te stappen. Je stelt net wat andere vragen, wat weer nieuwe inzichten kan opleveren voor de processen hier op Aarde.”

Artikel

Lonneke Roelofs, Simone R. Visschers, Susan Conway et al., ‘Sliding and burrowing blocks of CO₂ create sinuous ``linear dune gullies" on Martian dunes by explosive sublimation-induced particle transport’, Geophysical Research Letters,