Mars kreeg heel snel rivieren en delta’s

Enkele tientallen delta’s in inslagkraters liggen verspreid over het zuidelijk halfrond van Mars. Deze kraters stroomden vol met water vanuit rivierdalen. Het water voerde zand, grind en rotsen mee en sleet zo de dalen uit. Het sediment kwam terecht in de kratermeren en vormde daar de delta’s.

Utrechtse zandbak
Dit proces op Mars is nu nagebootst in het Eurotanklaboratorium van de faculteit Geowetenschappen aan de Universiteit Utrecht. De Eurotank is een zandbak van 6,5 bij 13 meter waarin een robot met een laser en digitale camera’s nauwkeurig het oppervlak opmeet. De onderzoekers groeven kratervormige gaten en lieten daar water en zand naartoe stromen onder condities die – op schaal – vergelijkbaar zijn met die op Mars. Eerst sleet zich een geul uit door de rand van de krater. Het zand uit de geul werd vervolgens door het water versleept naar de bodem van de krater waar het een waaier vormde. Ondertussen liep de krater vol met water zodat een meer ontstond. De waaier hervormde zich daarbij tot een delta met lobben van zand. De specifieke vorm van die delta-op-waaier met lobben laat duidelijk zien hoe snel het meer volliep met water, en met name na hoeveel tijd het water ophield met stromen. Dat levert de maximumduur op van enkele tientallen jaren voor de vorming van delta’s met vergelijkbare vormen op Mars.

Computermodel
Daarnaast hebben de Utrechtse onderzoekers gemodelleerd hoe snel de Martiaanse rivieren het sediment hebben meegesleept. Dit vergeleken ze met de hoeveelheid sediment die was weggesleten uit de rivierdalen en was neergelegd als delta’s. Zo kon de minimale tijdsduur voor de vorming van de delta’s worden vastgesteld. Deze minimum vormingsduur varieert van minder dan een jaar tot tientallen jaren.

Interplanetaire samenwerking
De experimenten en berekeningen zijn gedaan door Erin Kraal, een gastonderzoeker uit de Verenigde Staten op het gebied van Mars, Maurits van Dijk (UU), promovendus op het gebied van delta’s op aarde, George Postma (UU), onderzoeker van delta’s en bouwer van de Eurotank, en Maarten Kleinhans (UU), onderzoeker van rivieren en delta’s in experimenten op schaal en in computermodellen. Het eerste experiment met een krater werd gedaan door Nederlandse scholieren uit de redactie van het Copernicus Journal for Young Scientists. Voor het toekomstig onderzoek wordt samengewerkt met het Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Berlijn, dat de camera op de Mars Express van de ESA bouwde, en de beelden ervan kan verwerken tot hoogtekaarten.