Mars’ methaan-mysterie blijft en er komt nog een mysterie bij: de zuurstof

Het methaan mysterie op Mars blijft onopgelost. De Curiosity rover detecteerde in juni dit jaar het hoogste percentage methaan in de atmosfeer tot nu toe: 21 deeltjes per miljard deeltjes atmosfeer in een volume (21 ppbv). ESA’s Mars Express satelliet kwam vijf uur later over en kon geen methaan detecteren. Een dag ervoor vloog deze satelliet ook al over en vond toen eveneens geen methaan. Mars Express heeft een detectielimiet van 2 ppbv.

How_to_create_and_destroy_methane_at_Mars_pillars.jpg
Hoe methaan op Mars gemaakt en vernietigd zou kunnen worden (ESA)

ESA’s Trace Gas Orbiter (TGO), de meest gevoelige detector van methaan in een baan rond Mars, kwam een paar dagen voor en een paar dagen na de meting van Curiosity over. TGO heeft een detectielimiet van 0,7 ppbv, maar ook deze vond geen methaan. Hoe dit kan, is nog altijd niet duidelijk.

Curiosity vond er onlangs trouwens nog een mysterie bij: het percentage zuurstof in de atmosfeer. Dat Mars heel weinig zuurstof in de atmosfeer had (0,16%), wisten we al langer. Maar Curiosity was in staat om het percentage met de seizoenen te volgen, net als de methaan. Astronomen hadden gedacht dat de hoeveelheid zuurstof zou stijgen en dalen met het kooldioxide (CO2) gehalte.

mars_seasonal_oxygen_gale_crater.jpg
Door Curiosity gemeten zuustof en methaan percentages (credits: Melissa Trainer/Dan Gallagher/NASA Goddard)

’s Winters vriest het CO2 aan op de poolkappen. ’s Zomers wordt het weer gasvormig en stijgt de luchtdruk. Gedacht werd dat zuurstof gelijk met de kooldioxide zou stijgen en dalen. Maar in de zomer steeg het zuurstofgehalte veel harder dan verwacht mocht worden. In de winter verdween de zuurstof weer. Astronomen hebben nog niet een echt idee hoe dit kan. Mogelijk is er een onbekend chemisch proces gaande. Opvallend is dat het zuurstof en methaan percentage tegelijk lijken te stijgen en dalen.

 

Bronnen:

http://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/ExoMars/ESA_s_Mars_orbiters_did_not_see_latest_Curiosity_methane_burst

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/with-mars-methane-mystery-unsolved-curiosity-serves-scientists-a-new-one-oxygen

 

Coverafbeelding: ESA

Geen oceanen op jonge Venus?

Nog niet zo lang geleden was berichtten we dat Venus vroeger niet zo heet was als nu. De temperaturen zouden de eerste 2-3 miljard jaar geleden zelfs aangenaam geweest kunnen zijn. Je ziet de oceanen op onze buur-planeet al voor je. Of toch niet? Een van de redenen waarom gedacht werd dat Venus vroeger een oceaan had, was het graniet dat in de hooglanden aangetroffen werd. Dat kan alleen aangemaakt zijn in aanwezigheid van water.

Maar een nieuw onderzoek van stagaires die stage lopen bij het Lunar and Planetary Institute toont aan dat het gesteente van een van de hooglanden op Venus, Ovda Fluctus, niet uit graniet, maar basaltisch gesteente bestaat. Dat wordt meestal aangemaakt door vulkanisme. De stagaires baseren dit op metingen van Venus met radar. Het kan nog steeds zijn dat er oceanen op Venus geweest zijn, maar we kunnen dit niet meer afleiden van het gesteente van Ovda Fluctus.

Zo kan dat soms gaan in de wetenschap. De ene week lijkt Venus een tropisch zwemparadijs geweest te zijn, de andere week komen andere wetenschappers met bewijs voor het tegendeel. Voor de buitenwereld lijkt het dan of dat wetenschappers het spoor bijster zijn. Dat is, denk ik, niet zo. Wel zijn nieuwe gegevens hard nodig. Deze hypothesen helpen om nauwer vast te stellen wat wel en niet mogelijk is geweest en geeft nieuwe ideeën voor vervolgonderzoek.

We kunnen de werkelijkheid pas achterhalen na onderzoek met nieuwe ruimtemissies. Rusland is bezig aan een grote Venus missie, genaamd Venera-D. Deze missie moet landen op de hete planeet en veel onbeantwoorde vragen oplossen. Ook wordt nu gedacht om een ballon mee te nemen. De missie zou in 2026 gelanceerd kunnen worden.

 

Bronnen:

http://astrobiology.com/2019/10/was-venus-once-warm-and-wet-new-study-of-lava-flow-suggests-not.html

https://www.airspacemag.com/daily-planet/airship-exploring-venus-russia-might-get-there-first-180973340/

http://venera-d.cosmos.ru/index.php?id=workshop2019&L=2

Coverfoto: NASA/JPL. Bewerkt door Marcel-Jan Krijgsman

Bouwstenen voor aminozuren gevonden in pluimen Enceladus

De geisers van Enceladus bevatten bouwstenen voor aminozuren (die op hun beurt de bouwstenen voor eiwitten zijn). Dat blijkt uit gegevens die verzameld zijn door de Cassini missie, toen die door de pluimen van de Saturnus-maan vloog. Het is een voortgezet onderzoek op de gegevens over de opgevangen deeltjes, waarin vorig jaar organisch materiaal werd gevonden. De nu ontdekte deeltjes, amines, zijn gasvormig. Ze zijn gecondenseerd op de ijsdeeltjes die Enceladus uitspuwde.

PIA23173_midres.jpg
Hoe de amines in de pluimen van Enceladus geraakt zouden kunnen zijn. Afbeelding: NASA/JPL-Caltech

De vondst werd gedaan met de massa spectrometer van Cassini’s Cosmic Dust Analyzer. Een massa spectrometer kan molekulen in delen (ionen) splitsen en het de massa van de afzonderlijke delen meten. Omdat atomen in die ionen bij elkaar opgeteld bepaalde massa’s hebben, kun je zo de samenstelling van het totale molekuul achterhalen. Het Cosmic Dust Analyzer kon ook de lading, snelheid, richting en grootte van de deeltjes achterhalen.

Hiermee is opnieuw aangetoond dat er interessante dingen gebeuren in de oceanen van Enceladus en dat die een nader onderzoek waard zijn. Een zo’n mogelijke missie van NASA, is de Enceladus Life Finder. Deze ruimtesonde moet door de pluimen van Enceladus vliegen en de opgevangen monsters onderzoeken in een lab aan boord dat speciaal ontwikkeld is om op zoek te gaan naar sporen van leven. De missie is nog niet geselecteerd.

Bronnen:

https://solarsystem.nasa.gov/missions/cassini/mission/spacecraft/cassini-orbiter/cosmic-dust-analyzer/

https://academic.oup.com/mnras/article/489/4/5231/5573821/

Coverfoto: NASA/JPL-Caltech

Verpulverde asteroïde kan klimaat op Aarde beïnvloed hebben

Heeft verpulvering van een asteroïde 466 miljoen jaar geleden invloed gehad op het Aardse klimaat? Dat oppert een Zweedse geoloog, Birger Schmitz, en zijn team. Hij denkt dat stof van die asteroïde reikte tot binnen de baan van de Aarde, waardoor er minder zonlicht onze planeet bereikte. Dat op zijn beurt zou de oorzaak zijn van een explosie van dierlijk leven in de Aardse oceanen, die rond diezelfde periode plaats vondt.

Dat een asteroïde 466 miljoen jaar geleden door een botsing vernietigd was, dat was al bekend dankzij onderzoek aan meteorieten. Modellen kwamen uit om een hemellichaam van ongeveer 150 km doorsnede. Schmitz deed onderzoek in een kalksteengroeve in Zuid-Frankrijk, waarin hij 180 meteorieten en micrometeorieten vond in de gesteentelaag van vlak na de explosie. Dit is aanzienlijk meer dan men in andere perioden aantreft.

Het asteroïdestof zou ervoor gezorgd kunnen hebben dat minder zonlicht het aardoppervlak bereikte. Koeler water kan meer zuurstof opnemen, wat vervolgens door leven gebruikt werd. Ook zouden de poolkappen aanvriezen, wat zorgt voor een verlaagd zeeniveau. Dat zorgt voor meer afzonderlijke zeeën, waarin diverser leven zich afzonderlijk van elkaar kan ontwikkelen. We weten dat in dezelfde tijd het zeeniveau daalde, dus ook dat zou mooi bij deze hypothese aansluiten. De eerste koraalriffen ontstonden in deze periode. Trilobieten werden groter en er was voor het eerst een roofdier met tentakels, zogenaamde nautiloidea (inktvissen met een spiraalvormige schelp).

Om meer bewijs te vinden, moet hetzelfde onderzoek wel op meer plaatsen op Aarde gedaan worden. En dat is Schmitz dan ook van plan. Hij heeft een plek in China op het oog. Misschien kan hij dan bevestiging vinden dat 466 miljoen jaar geleden ongelofelijke regens van vallende sterren hebben plaatsgehad op Aarde (jammer dat er niemand voldoende geëvolueerd was om het ten volle kunnen waarderen).

Bronnen:

https://www.sciencemag.org/news/2019/09/veil-dust-ancient-asteroid-breakup-may-have-cooled-earth

https://www.theguardian.com/science/2019/sep/18/dust-cloud-sparked-explosion-in-primitive-life-on-earth-say-scientists

https://www.researchgate.net/publication/334519474_The_micrometeorite_flux_to_Earth_during_Frasnian-Famennian_transition_reconstructed_in_the_Coumiac_GSSP_section_France

Coverafbeelding: NASA/JPL-Caltech

 

Kan Venus ooit leefbaar geweest zijn?

Al sinds de Pioneer-Venus missies in 1978 bestaat het vermoeden dat Venus ooit een ondiepe oceaan van water had. Maar hoe is dat te rijmen met de verstikkende hitte van 460 graden die we we vandaag de dag op onze zusterplaneet vinden? Twee astronomen besloten verschillende scenario’s na te spelen in een computer simulatie.

Ze gingen uit van de huidige topografie van Venus, met een oceaan van verschillende diepten. En ook een Aardse topografie met een ondiepe oceaan en planeet compleet bedekt met water. Wat blijkt is dat elk scenario resulteert in gematigde temperaturen van 20 tot 50 graden. Dit zou voor lange tijd kunnen hebben bestaan (2-3 miljard jaar).

Ongeveer 700 tot 750 miljoen jaar geleden moet er iets dramatisch gebeurd zijn waardoor een op hol geslagen broeikas effect plaats vond. Enorme hoeveelheden gas kwamen los uit gesteenten, die niet meer geabsorbeerd werden. Hoe dat kan is moeilijk te zeggen zonder onderzoek van nieuwe ruimtemissies.

Sinds 1985 zijn er geen landers meer naar Venus gestuurd. Die missies wisten het toen niet langer uit te houden dan 2 uur op het oppervlak. Maar er is inmiddels nieuwe technologie die ons in staat stelt om landers voor dagen onderzoek te laten doen.

Als deze hypothese bevestigd wordt, betekent dit ook iets voor de zogenaamde “bewoonbare zone” rond andere sterren. Dat is de zone waarbinnen water vloeibaar zou kunnen zijn. De binnengrens ervan zou dichter bij de ster kunnen liggen.

 

Bronnen:

https://www.europlanet-society.org/could-venus-have-been-habitable/

https://www.universetoday.com/143478/venus-could-have-supported-life-for-billions-of-years/

https://meetingorganizer.copernicus.org/EPSC-DPS2019/EPSC-DPS2019-1846-1.pdf

Coverafbeelding: NASA

Nog geen “case closed” over de leeftijd van Saturnus’ ringen

In januari dit jaar leek er eindelijk een antwoord op de vraag “hoe oud zijn de ringen van Saturnus?” te zijn. Het antwoord was: ze zijn (op astronomische tijdschaal) jong. Tientallen miljoenen jaren.

Dat baseerden astronomen op gegevens van de Cassini missie, die in 2017 tussen de planeet en de ringen vloog en onderweg onderzoek deed. Ze achterhaalden de massa van de ringen en onderzochten deeltjes die uit de ringen naar Saturnus vielen. De deeltjes bestonden voor 95% uit waterijs en 5% rots, organisch materiaal en metalen. Men kon nu berekenen hoe lang de vrij pure ringen van waterijs bestookt waren met stof en micrometeorieten om die 5% “verontreiniging” op te leveren. En zo kwam men op een leeftijd van enkele tientallen miljoenen jaren. Het is een indirecte meting, maar voor een directe meting zou je monsters van de ringen moeten meenemen. En die hebben we niet.

Maar in een nieuw wetenschappelijk artikel zeggen andere astronomen dat bij die berekening toch iets over het hoofd gezien is. Deze berekening werkt als de stroom van stof constant is en als de ringen al die vervuiling in zich opnemen. Dit nieuwe artikel zegt dat dit niet zo hoeft te zijn. Er zijn allerlei mogelijke processen waarbij rotsblokken in de ringen kunnen werken als een soort lopende band voor stofdeeltjes, waardoor ze niet binnen de normale tijd uit de ringen naar Saturnus “regenen”.

Het artikel vertelt ook dat als je computermodellen laat draaien op een vorming van de ringen 4 miljard jaar geleden, dat je steeds keurig uit komt op de massa en vorm van de huidige ringen. (Die 4 miljard jaar geleden was een tijd waarin halfgevormde planeten allerlei chaos in het zonnestelsel veroorzaakten. Dat zit er dus eigenlijk achter als extra motivatie.)

Met andere woorden: wat betreft de leeftijd van de ringen van Saturnus is het nog geen case closed. Cassini heeft een weelde aan gegevens opgeleverd over Saturnus’ ringen. Nu is de vraag hoe die geinterpreteerd moeten worden. Astronomen zullen binnenkort eens met de koppen bij elkaar moeten gaan om elkaar te overtuigen wat het antwoord is: zijn de ringen jong of oud? De discussie duurt al decennia. Maar nog even geduld dus voor het definitieve antwoord.

Wil je nog meer weten hierover? Astronomy Cast had onlangs een lange discussie hierover:

 

Bronnen:

https://www.europlanet-society.org/age-old-debate-on-saturns-rings-reignited/

https://www.swri.org/press-release/saturn-rings-creation-cassini

 

Magnetisch veld op Mars pulseert

Op het seismometer instrument op Mars InSight zitten een paar extra instrumenten. Een ervan is een magnetometer. Deze week werden de eerste bevindingen van dit experiment gepresenteerd op een astronomisch congres in Grenada in Spanje.

De Aarde heeft een planeetomvattend magnetisch veld, maar Mars heeft een zwak magnetisch veld dat niet de planeet omvat, maar gedetecteerd is vanuit een baan om de planeet als streepvormige patronen van magnetische velden. De metingen vanaf Mars InSight zijn een mooie kans dit van dichtbij te onderzoeken.

Het blijkt dat het magnetisch veld ter plaatse 20 keer sterker is dan vanaf een baan rond Mars gemeten was. Of dit magnetisch veld afkomstig is van nabijgelegen rotsen of van dieper in de bodem is niet duidelijk.

Daarbij blijkt het magnetisch veld ’s nachts fluctueert. Fluctuaties van het magnetisch veld op Aarde komt ook wel voor in de gebieden waar aurora’s voorkomen. In het geval van Mars zou het kunnen dat de vorm van bubbels van magnetische velden wordt beïnvloed door de zonnewind. In de avond en ochtend wordt de bubbel opzij geduwd tot een soort staart.

Er was ook een ander nieuwtje van meetgegevens van de magnetometer: er blijkt zich een elektrisch geleidende laag onder het oppervlak te bevinden. De astronomen kunnen er nog niet veel over zeggen, behalve dat deze laag niet dieper zit dan 100 km. Een mogelijke oorzaak zou grondwater of een laag van ijs en water kunnen zijn.

Bron:

https://www.nationalgeographic.com/science/2019/09/mars-insight-feels-mysterious-magnetic-pulsations-at-midnight/