Mars: de rode planeet vol mysteries
Mars is waarschijnlijk een van de bekendste planeten naast de aarde. De opvallende roodachtige kleur is al vanaf de aarde zichtbaar en heeft de planeet door de eeuwen heen een bijzondere plaats gegeven in verhalen, wetenschap en populaire cultuur.
Toch is Mars veel meer dan alleen een rode stip aan de hemel. Het is een koude, droge en rotsachtige wereld met enorme vulkanen, diepe valleien, oude rivierbeddingen en poolkappen van ijs. Mars heeft bovendien duidelijke aanwijzingen dat er in het verre verleden veel meer water aanwezig was dan tegenwoordig.
De planeet wordt al tientallen jaren onderzocht door ruimtesondes, landers en Marsrovers. Iedere missie levert nieuwe informatie op en roept tegelijk nieuwe vragen op.
Waarom is Mars rood?
De rode kleur van Mars komt vooral door ijzermineralen in het oppervlak.
Het ijzer in het gesteente heeft in de loop van de tijd gereageerd met zuurstof en andere stoffen. Daarbij ontstonden ijzeroxiden, vergelijkbaar met de stoffen die we op aarde kennen als roest.
Fijn stof met deze ijzeroxiden wordt door de atmosfeer en wind over grote delen van Mars verspreid. Daardoor krijgt de hele planeet van grote afstand zijn karakteristieke rood-oranje uiterlijk.
De rode kleur vertelt ons dus ook iets over de chemische geschiedenis van de planeet.
Een kleine buur van de aarde
Mars is de vierde planeet vanaf de zon en is kleiner dan de aarde. De diameter bedraagt ongeveer 6.800 kilometer, ongeveer de helft van die van onze planeet.
Mars heeft een veel dunnere atmosfeer dan de aarde. Daardoor is de luchtdruk aan het oppervlak zeer laag en kan de planeet warmte maar beperkt vasthouden.
De zwaartekracht is ongeveer 38 procent van die op aarde. Iemand die op Mars zou staan, zou daardoor veel minder wegen dan op aarde.
Mars lijkt op sommige foto’s misschien op een woestijnlandschap op aarde, maar de omstandigheden zijn er veel extremer.
Een koude woestijnwereld
Mars staat verder van de zon dan de aarde en ontvangt daardoor minder zonlicht.
De gemiddelde temperatuur ligt rond de -60 graden Celsius. Plaatselijk en afhankelijk van het tijdstip en de omstandigheden kunnen temperaturen echter sterk verschillen.
Overdag kan het oppervlak rond de evenaar tijdens de warmste momenten relatief mild worden, terwijl de temperatuur ’s nachts snel daalt.
De dunne atmosfeer speelt daarbij een belangrijke rol. Er is weinig gas aanwezig dat warmte kan vasthouden.
Een ijle atmosfeer
De atmosfeer van Mars bestaat grotendeels uit koolstofdioxide. Daarnaast zijn er kleine hoeveelheden stikstof, argon en andere gassen.
De atmosfeer is veel dunner dan die van de aarde. Daardoor is er aan het oppervlak nauwelijks bescherming tegen de omstandigheden van de ruimte.
De dunne atmosfeer betekent ook dat vloeibaar water aan het oppervlak moeilijk langdurig kan blijven bestaan. Water kan bevriezen, verdampen of direct van ijs naar waterdamp overgaan.
Toch zijn er duidelijke aanwijzingen dat water in het verleden een veel grotere rol speelde op Mars.
Rivieren uit een ver verleden
Een van de grootste mysteries van Mars is het water.
Op het oppervlak zijn oude valleien, geulen en andere structuren gevonden die sterk doen denken aan landschappen die door stromend water op aarde zijn gevormd.
Er zijn ook gebieden met afzettingen die kunnen zijn ontstaan in oude meren of riviersystemen.
Dat betekent dat Mars miljarden jaren geleden waarschijnlijk veel natter was dan tegenwoordig. Hoe lang die natte periode duurde en hoe stabiel het klimaat toen was, is nog onderwerp van onderzoek.
De planeet die we nu zien als een koude woestijnwereld kan ooit dus een veel actiever watersysteem hebben gehad.
Waar is al dat water gebleven?
Mars heeft tegenwoordig geen grote oceanen of rivieren aan het oppervlak.
Een deel van het water bevindt zich nog steeds als ijs in de ondergrond en rond de poolgebieden. Ook zit er water in de bodem en in mineralen.
Een andere mogelijkheid is dat een deel van de atmosfeer en het water in de loop van miljarden jaren verloren is gegaan aan de ruimte.
Mars heeft namelijk geen sterk wereldwijd magnetisch veld zoals de aarde. Daardoor is de atmosfeer minder goed beschermd tegen de invloed van de zonnewind.
Hoe groot de rol van deze processen precies was, wordt nog steeds onderzocht.
De poolkappen van Mars
Aan de noord- en zuidpool van Mars bevinden zich poolkappen.
Deze bestaan deels uit waterijs. In de winter kan er bovendien koolstofdioxide bevriezen en zich tijdelijk als droogijs op het oppervlak afzetten.
De poolkappen veranderen daardoor met de seizoenen.
Mars heeft namelijk, net als de aarde, een gekantelde rotatieas. Hierdoor kent de planeet lente, zomer, herfst en winter.
De seizoenen op Mars duren echter langer dan die op aarde, omdat Mars veel meer tijd nodig heeft om één keer rond de zon te draaien.
De grootste vulkaan van het zonnestelsel
Mars heeft een vulkaan die groter is dan iedere vulkaan op aarde: Olympus Mons.
Deze enorme schildvulkaan is ongeveer 22 kilometer hoog gemeten vanaf de omliggende vlaktes.
Olympus Mons is zo groot omdat Mars geen actieve platentektoniek heeft zoals de aarde. Op aarde worden vulkanische gebieden door bewegende aardplaten steeds verplaatst. Op Mars kon magma lange tijd op ongeveer dezelfde plaats naar het oppervlak stromen.
Daardoor konden gigantische vulkanen ontstaan.
Een enorme kloof
Mars heeft niet alleen enorme vulkanen, maar ook een van de grootste kloven in het zonnestelsel.
Valles Marineris strekt zich over duizenden kilometers uit en is op sommige plaatsen tientallen kilometers breed en meerdere kilometers diep.
De structuur is waarschijnlijk ontstaan door enorme bewegingen en breuken in de korst van Mars.
Op aarde kennen we natuurlijk ook grote kloven, maar Valles Marineris is op een veel grotere schaal.
Het landschap laat zien dat Mars in het verleden geologisch zeer actief moet zijn geweest.
Stofstormen op de rode planeet
Mars staat bekend om zijn stof.
Sterke winden kunnen fijn stof van het oppervlak optillen. Soms ontstaan er lokale stofstormen, maar onder bepaalde omstandigheden kunnen deze uitgroeien tot enorme stormen die grote delen van de planeet bedekken.
Tijdens zo’n storm kan het zonlicht aan het oppervlak sterk worden verminderd.
Voor Marsrovers op zonne-energie kunnen zulke stormen een probleem vormen. Minder zonlicht betekent namelijk minder energie voor hun zonnepanelen.
Mars heeft twee kleine manen
Mars heeft twee natuurlijke satellieten: Phobos en Deimos.
Beide zijn klein en hebben een onregelmatige vorm. Ze lijken veel meer op grote rotsblokken dan op de ronde maan van de aarde.
Phobos draait heel dicht bij Mars en beweegt sneller rond de planeet dan Mars om zijn eigen as draait. Daardoor lijkt Phobos vanaf het oppervlak in het westen op te komen en in het oosten onder te gaan.
Deimos staat verder van Mars en beweegt langzamer aan de hemel.
De oorsprong van de twee manen is nog niet volledig opgehelderd. Hun samenstelling en vorm leveren belangrijke aanwijzingen over hun geschiedenis.
Een dag die verrassend veel op die van de aarde lijkt
Mars draait relatief snel om zijn eigen as.
Een Marsdag, ook wel een sol genoemd, duurt ongeveer 24 uur en 39 minuten.
Dat is maar iets langer dan een aardse dag.
Voor ruimtesondes en toekomstige menselijke missies is dat een interessant voordeel. Een werkdag op Mars kan daardoor relatief gemakkelijk worden aangepast aan een ritme dat vergelijkbaar is met dat op aarde.
De seizoenen en het jaar verschillen echter sterk van die van onze planeet.
Een jaar duurt bijna twee keer zo lang
Mars heeft ongeveer 687 aardse dagen nodig om één keer rond de zon te draaien.
Een Marsjaar duurt daardoor bijna twee keer zo lang als een jaar op aarde.
Omdat Mars bovendien een vergelijkbare schuine stand van zijn rotatieas heeft, kent de planeet duidelijke seizoenen.
De seizoenen zijn niet overal even lang, omdat de baan van Mars rond de zon behoorlijk elliptisch is.
Heeft Mars ooit leven gehad?
Dit is een van de grootste vragen rond de rode planeet.
Tot nu toe is er geen bevestigd bewijs gevonden voor huidig of voormalig leven op Mars.
Wel zijn er omstandigheden gevonden die het vroegere Mars interessant maken voor onderzoek naar mogelijke bewoonbaarheid.
De aanwezigheid van oude waterstructuren, bepaalde mineralen en organische moleculen laat zien dat Mars in het verleden omstandigheden heeft gekend die voor sommige vormen van leven mogelijk gunstiger waren.
Dat betekent niet dat er daadwerkelijk leven heeft bestaan. Wetenschappers zoeken daarom vooral naar sporen die deze vraag verder kunnen beantwoorden.
Robots onderzoeken de rode planeet
Mars is inmiddels door een groot aantal ruimtesondes bezocht.
Sommige sondes draaien rond de planeet en maken foto’s en metingen vanuit een baan om Mars. Andere zijn op het oppervlak geland.
Marsrovers hebben kilometers afgelegd en onderzoeken gesteenten, grond en de omgeving.
Ze kunnen foto’s maken, metingen uitvoeren en kleine stukjes gesteente analyseren.
Omdat Mars zo ver van de aarde staat, kunnen wetenschappers niet iedere beweging direct besturen. De communicatie heeft tijd nodig en missies moeten daarom grotendeels zelfstandig kunnen functioneren.
Wat hebben Marsrovers ontdekt?
De verschillende Marsrovers hebben ons beeld van de planeet sterk veranderd.
Ze hebben oude rivierdelta’s, sedimenten en gesteenten onderzocht die aanwijzingen geven over vroegere omstandigheden.
Ook zijn organische moleculen gevonden. Dat zijn koolstofhoudende verbindingen die belangrijk zijn voor de chemie van leven, maar die op zichzelf geen bewijs voor leven vormen.
Daarnaast hebben de rovers laten zien hoe gevarieerd het oppervlak van Mars is.
Iedere nieuwe locatie levert weer een stukje van de geschiedenis van de planeet op.
Mars en de zoektocht naar leven
Een belangrijk doel van het Marsonderzoek is daarom niet alleen het vinden van water, maar vooral het zoeken naar biosignaturen: mogelijke aanwijzingen dat er ooit biologische activiteit is geweest.
Dat onderzoek is ingewikkeld.
Een organische stof kan bijvoorbeeld zowel door biologische als door geologische processen ontstaan. Ook kunnen oude sporen door straling en andere processen worden afgebroken.
Daarom worden veel metingen gecombineerd. Een enkele ontdekking is meestal niet genoeg om grote conclusies te trekken.
Monsters terugbrengen naar de aarde
Een volgende stap in het Marsonderzoek is het bestuderen van Marsmateriaal in laboratoria op aarde.
Marsrovers hebben al gesteenten en grond onderzocht, maar laboratoria op aarde beschikken over veel uitgebreidere apparatuur.
Door monsters naar de aarde te brengen, kunnen wetenschappers ze veel nauwkeuriger onderzoeken.
Het terugbrengen van Marsmonsters is technisch zeer ingewikkeld. Daarom wordt hier uitgebreid onderzoek naar gedaan.
Zou de mens ooit naar Mars kunnen?
Mars wordt vaak genoemd als mogelijke bestemming voor toekomstige bemande ruimtevaart.
Toch is een menselijke missie naar Mars veel ingewikkelder dan een robotmissie.
Astronauten zouden maanden onderweg zijn en langdurig moeten leven met beperkte voorraden, straling, lage zwaartekracht en een dunne atmosfeer.
Ook moet er een betrouwbare manier zijn om te landen, te overleven en uiteindelijk weer van Mars te vertrekken.
Daarom is een menselijke missie naar Mars voorlopig vooral een toekomstig onderzoeksdoel.
Een wereld die voortdurend verandert
Mars lijkt misschien een stilstaande, dode wereld, maar dat beeld is niet helemaal juist.
Stof beweegt door de atmosfeer, poolkappen veranderen met de seizoenen en het oppervlak wordt voortdurend beïnvloed door straling, inslagen en wind.
In het verre verleden was Mars bovendien veel actiever. Vulkanen bouwden enorme bergen op en water vormde valleien en afzettingen.
De huidige planeet is dus slechts een momentopname van een wereld die in miljarden jaren sterk is veranderd.
De rode planeet blijft vragen oproepen
Mars is een bijzondere combinatie van herkenning en mysterie.
De dag duurt er bijna even lang als op aarde, de planeet kent seizoenen en heeft ooit waarschijnlijk veel water gehad. Tegelijkertijd is Mars nu koud, droog en omgeven door een ijle atmosfeer.
De enorme Olympus Mons, de gigantische Valles Marineris, de kleine manen Phobos en Deimos en de oude rivierlandschappen maken de planeet tot een wereld die nog lang niet al haar geheimen heeft prijsgegeven.
Misschien is juist dat de grootste aantrekkingskracht van Mars. Hoe meer we ontdekken, hoe duidelijker wordt dat de rode planeet een lange en ingewikkelde geschiedenis heeft.
Mars is geen tweede aarde, maar wel een wereld die ons veel kan leren over het ontstaan van planeten, het verdwijnen van water en de omstandigheden waaronder leven mogelijk zou kunnen zijn.
En iedere nieuwe missie brengt ons weer een stukje dichter bij het antwoord op de vraag hoe deze rode wereld ooit is geworden zoals we haar vandaag kennen.