Al tientallen jaren werken wetenschappers aan het modelleren van het soort inslagen op Mars waarbij stukjes gesteente van de planeet de ruimte in worden geschoten om uiteindelijk op aarde te belanden.
Onderzoekers van Caltech en het Jet Propulsion Laboratory (JPL) hebben nu experimenten uitgevoerd om de zogeheten ‘schokdruk’ na te bootsen die de Marsstenen daarbij ondervinden.
Ze hebben ontdekt dat de druk die nodig is om een brok Marsgesteente de ruimte in te sturen beduidend lager is dan oorspronkelijk werd gedacht (Science Advances).
Totdat mensen in staat zijn bodemmonsters van Mars naar de aarde over te brengen, zijn de enige stukjes van de rode planeet waar wetenschappers over kunnen beschikken de zogeheten Marsmeteorieten.
Om de aarde terecht te komen, moeten deze stenen met voldoende kracht van het Marsoppervlak zijn weggeschoten om aan de zwaartekracht van de planeet te ontsnappen.
Dit ‘wegschieten’ gebeurt waarschijnlijk bij grote inslagen op Mars. Stenen die de enorme temperatuur en druk van zo’n inslag doorstaan, vliegen de ruimte in en kunnen uiteindelijk op onze planeet neerploffen.
Een belangrijk bestanddeel van stenen van Mars is het kristallijne mineraal plagioklaas.
Onder hoge druk, zoals bij een hevige inslag, verandert plagioklaas in het glasachtige materiaal maskelyniet.
Als dit materiaal in een steen wordt aangetroffen, kan daaruit worden afgeleid aan welke druk het gesteente heeft blootgestaan.
Bij het nieuwe onderzoek, onder leiding van Caltech-stafwetenschapper Jinping Hu, voerde het team experimenten uit om plagioklaas-houdende gesteenten van de aarde kapot te slaan en te observeren hoe het mineraal onder druk verandert.
Het team ontwikkelde een nauwkeurige methode om inslagen op Mars te simuleren door gebruik te maken van een krachtig ‘kanon’ om rotsen kapot te schieten met projectielen die meer dan vijf keer de geluidssnelheid halen. Daarbij hebben de wetenschappers vastgesteld dat er veel minder druk nodig is dan gedacht om een Mars-meteoriet de ruimte in te ‘lanceren’.
Uit eerdere experimenten was gebleken dat plagioklaas in maskelyniet verandert bij een schokdruk van 30 gigapascal, wat overeenkomt met 300.000 keer de luchtdruk op aarde op zeeniveau oftewel duizend keer de druk die een duikboot ondervindt op een diepte van drie kilometer.
Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat de overgang in werkelijkheid bij ‘slechts’ 20 gigapascal ligt – een belangrijk verschil, want het liet zich moeilijk begrijpen hoe intacte stenen van Mars ongeschonden de ruimte konden bereiken terwijl ze een schokdruk van 30 gigapascal hadden ondergaan. (EE)
(Image Credit: NASA)
