4 mars-geschiedenis

825 views

Published on

geschiedenis van Mars

Published in: Education
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
825
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
309
Actions
Shares
0
Downloads
15
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

4 mars-geschiedenis

  1. 1. Mars, een bijzondere planeet De geschiedenis van Mars Hoe werd Mars wat deze planeet nu is? Een laboratorium rijdt op Mars C. de Jager
  2. 2. Mars van dichterbij gezien Opname door Rosetta ruimtesonde op 24 februari 2007 (Rosetta, gelanceerd maart 2004, zal komeet 67P/Churyumov–Gerasimenko in 2014 bereiken)
  3. 3. DE PLANEET MARS • Afstand tot zon: 1,5 maal aardafstand, dus ruim twee maal minder bestraling • Diameter: 6800 km = 0,53 maal die van aarde • Massa: 0,11 maal die van aarde • Ontsnappingsnelheid aan oppervlak: 5 km/sec (aarde: 11,2 km/sec). Dit heeft gevolgen voor ontsnapping atmosfeer
  4. 4. ATMOSFEER EN KLIMAAT • • • • • • Daglengte: 24 u 37 min Jaar: 1,88 maal aardjaar; 669 Marsdagen Atmosferische druk: 0,007 maal die op aarde; dus zeer ijl! Samenstelling atmosfeer: 95% koolzuurgas; 3% stikstof; argon 2 % helling poolas: 24○ (aarde: 23,5○) Mars heeft dus seizoenen, als de aarde
  5. 5. DAGELIJKSE TEMPERATUURVARIATIE voor twee opvolgende dagen. Breedtegraden: 22 en 48 noord Dit is anders op andere breedten en varieert ook over het seizoen
  6. 6. Atmosferische druk gedurende één Mars-jaar (Viking landers)
  7. 7. Wat zien we op Mars? Diverse structuren
  8. 8. IJSKAPPEN, HOOGLANDEN EN VULKANEN (Global Surveyor Missie)
  9. 9. Inslagkraters (zoals Schiaparelli; inslag van een flinke planetoïde)
  10. 10. Lange slenk (spleetvormige inzakking) (Vallis Marineris; 4000 km lang, 200 km breed, 10 km diep)
  11. 11. Nogmaals de Valles Marineris
  12. 12. Detailopname: zandverschuivingen en stroomgleuven
  13. 13. Een raadsel: ‘continent’ verschuiving?? Dat zou op Mars toch niet kunnen voorkomen?
  14. 14. HOOGTEKAART, ENKELE NAMEN. Zie ook de vier grote vulkanen. Mt Olympus in de Tharsis hoogvlakte is 22 km hoog
  15. 15. Vele opmerkelijke structuren • Het Tharsis hoogland • De vier reuzenvulkanen in het Tharsis • • • • hoogland Weinig kraters in de Noordelijke vlakte Het bekraterde zuidelijker land De grote slenk (Valles Marineris) Het Hellas bassin
  16. 16. Onderstelde evolutie • Tharsis hoogland ontstond door opwellend magma in het • • • • vulkanische gebied Daardoor brak ten slotte de Valles Marineris De noordelijke laagvlakte moet zijn ontstaan later dan 3,6 - 3,8 miljard jaar geleden Vóór die tijd heerste namelijk het hevige interplanetaire bombardement Het meer zuidelijk gelegen hoogland met zijn vele kraters heeft dat bombardement wel ondervonden
  17. 17. Heel veel inslagkraters (Nereidum Montes)
  18. 18. Hoogteverschillen: Nereidum Montes aan de rand van het hoogland
  19. 19. OOK RECENTE VERANDERINGEN STOFLAWINES
  20. 20. RECENTE STOFLAWINES
  21. 21. STOFLAWINES EN WINDDUINEN
  22. 22. WATER OP EN IN MARS Is of was er wel water in of op Mars?
  23. 23. POOLKAP: CO2-IJS EN WATERIJS
  24. 24. ‘STROOMBEDDING’ OP MARS?
  25. 25. ‘EILANDJES’ IN BREDE ‘RIVIER’ ?
  26. 26. EROSIEGEULEN IN BERGHELLING
  27. 27. Microscopische concreties in Meridiani Planum ontstaan in poreus gesteente door aangroei van in water opgeloste mineralen. Kleiner dan 2 – 3 mm
  28. 28. IJS OP EN ONDER OPPERVLAK Directe foto’s, neutronenstraling en radarmetingen
  29. 29. BEVROREN MEER EN RIJP Krater in gebied Vastital Borealis; 70º NB
  30. 30. DE METHODE
  31. 31. OVERZICHT VAN DE RESULTATEN
  32. 32. SEDIMENTLAGEN Verraden deze de neerslag van materiaal in oceanen op Mars?
  33. 33. SEDIMENTLAGEN (Mars Reconn. Orbiter)
  34. 34. West Candor Chasma (Mars Global Surveyor)
  35. 35. Een effectieve methode: radar Radiogolven kunnen kilometers diep doordringen; experiment MARSIS in Mars Express
  36. 36. Hoe dik zijn de ijslagen wel? • Radarmetingen met de Europese Mars Express • • • • tonen dat de ijslaag van de Zuidpoolkap dikker is dan gedacht Twee radarreflexen worden ontvangen: van oppervlak en van de onderzijde ijslaag De sterkte van de ontvangen reflex toont dat tussenliggend materiaal uit ijs bestaat Dikte variabel, tot wel enkele km Schatting: indien alle zuidpoolijs over Mars verspreid: laag van ca. 10 meter dikte
  37. 37. Veel ondergrondse ijslagen. Maar is er ook vloeibaar water ? • ijslagen komen ondergronds voor tot diepten van enkele km • Maar evenals bij de aarde neemt de temperatuur toe met toenemende diepte • Gevolg van de verwarming door de natuurlijke radioactiviteit van gesteenten • Zo kunnen we water vermoeden op grotere diepten
  38. 38. Water op grote diepten • Berekeningen tonen aan dat een temperatuur • • • van 0 graden bereikt wordt op diepten van 4 tot 5 km Daar zou water kunnen voorkomen in de poriën van het basalt Op ca. 10 km diepte is de druk zo groot dat de poriën dichtgeslagen zijn. Dus: water tussen 5 en 10 km diepte
  39. 39. HOE DE OCEANEN VERDWENEN Rol van de zeer actieve zon
  40. 40. Zon was vroeger zon veel actiever dan nu • Dit houdt in: meer magnetisme, zonnevlekken, vlammen • • • • en coronale massa emissies; de ultraviolette en Röntgen straling was tot 100 mal krachtiger dan nu Intense UV- en Röntgenstraling verhitte de atmosferische buitenlagen van Mars (exosfeer) Leidde tot ontsnappen van de lichtste gassen, gevolgd door verdampen van de oceaan, meer ontsnappen, enz. Net als bij de aarde ontsnapten de lichtste gassen, waterstof en helium het eerst Maar iets zwaardere gassen, als zuurstof en stikstof kunnen ook niet vastgehouden worden – vandaar die ijle atmosfeer
  41. 41. Nu begint het pas goed; een nieuwe episode brak aan! 4 augustus 2012 landde het laboratorium Curiosity op Mars
  42. 42. Rijdend laboratorium; 5 m lang, 2,5 m hoog; 12 instrumenten aan boord
  43. 43. Zal een veertigtal kilometer moeten rijden op kernbrandstof
  44. 44. De vraag: waar te landen? Misschien in Meridiani Planum? Rood: vooral gesteenten en harde sedimenten; blauw: meer fijnkorrelig zand, stof enz.
  45. 45. Of misschien in de Valles Marineris?
  46. 46. De beslissing viel • Uit een groot aantal voorstellen werd ten slotte een klein aantal geselecteerd • Deze werden door een commissie van specialisten kritisch bekeken • Tot het besluit viel : de Gale krater met daarin de Mt Sharp (Aeolis Mons) • Aeolis Mons is 5,5 km hoog
  47. 47. Aan de voet van het hoogland
  48. 48. Beoogd landingsgebied aan de voet van Mt Sharp, in de krater
  49. 49. Onder andere een intrigerende stroombedding. Een oude rivier ?
  50. 50. Een ander deel van het kratergebied; een steile wand en windduinen
  51. 51. Mt Sharp: Berg met opvallende gelaagdheid: van vochtig (geweest? onderaan) tot droger (top)?
  52. 52. Waar zoekt men naar? • We zoeken niet naar “leven op Mars”; dus niet • • • naar eventuele microbiologische structuren Als dat er is dan zit het diep, minstens enkele meters onder het oppervlak Bovendien zou Curiosity dan eerst helemaal gedesinfecteerd moeten zijn; vrijwel onmogelijk Doel is te zoeken of er perioden zijn geweest in de geschiedenis van Mars die gunstig waren voor het ontstaan van leven
  53. 53. LANDING; TECHNISCH OOGSTANDJE • Eerste fase: de sonde komt in atmosfeer, • • • • verwarming door hitteschil opgevangen Tweede: parachute (30 m middellijn) opent 3 -- Hitteschild wordt afgeworpen 4 -- parachute en bovendeel laten los 5 -- afdaling afgeremd door gasstralen
  54. 54. Een zeer gecompliceerde afdaling
  55. 55. Afdaling werd gezien door Mars satelliet
  56. 56. Laatste deel: raket-afremming
  57. 57. Zelfportret na de landing
  58. 58. Even rondkijken: daar staan we nu
  59. 59. En daar zien we de wand van Mt Sharp; zie de gelaagdheid
  60. 60. Waar komen die keien vandaan?
  61. 61. Eerste sporen over de Marsbodem. Maximum rijsnelheid 2,5 meter per minuut. Krachtbron 4,6 kg plutonium; levensduur 14 jaar
  62. 62. Onbegrepen heuveltjes
  63. 63. Een ander deel van de kraterwand
  64. 64. Sedimentlagen en aanwijzing voor vroeger stromend water
  65. 65. Veegde een stofduivel over het land?
  66. 66. Van dichterbij bekeken: ondergestoven stenen
  67. 67. Heeft hier water gestroomd? Het zou een aards beekje hebben kunnen zijn
  68. 68. stromingspatroon
  69. 69. En hier? Grindsteentjes werden hier eens afgerond – in een beekje?
  70. 70. Mooi afgerond grind
  71. 71. Analyse van het grind • De grindsteentjes moeten zijn ontstaan in stromend water • Het stroomde met een snelheid van ca. een meter per seconde • Diepte van het beekje is onzeker, schattingen tussen 10 cm en een meter • Steentjes moeten afkomstig zijn van hogere bergwand
  72. 72. Vreemd wit object in het grind
  73. 73. steen met gelaagde structuur, zo groot als een voetbal
  74. 74. Werd spectroscopisch onderzocht • Uit de mast van Curiosity werd een krachtige • • • • laserstraal gericht op de steen Heel klein vlekje van de steen verdampte Die damp werd spectroscopisch onderzocht Samenstelling lijkt op die van basalt (Basalt vindt zijn oorsprong in een waterrijke omgeving)
  75. 75. Een schepje Marszand Lang onberoerde grond, gezien de hardere korst
  76. 76. Zand werd onderzocht • Het werd gezeefd • Deeltjes kleiner dan 0,15 millimeter werden doorgelaten voor onderzoek • Daarna röntgen analyse van het doorgelaten stof
  77. 77. Het röntgendiffractie patroon
  78. 78. De resultaten • Er zijn twee soorten stof: deels plaatselijk • • • • • ontstaan stof, deels van elders hierheen gewaaid Ook verweerd basaltisch materiaal En ook kristallen zoals veldspaat en olivijn Verder in zand of stof gebonden water, zwavel, chloorhoudend en glasachtig materiaal Veel daarvan duidt op ontstaan in een vochtige omgeving Misschien ook enige vulkanische beïnvloeding
  79. 79. Gemeten atmosferische samenstelling bevestigt eerdere resultaten
  80. 80. Belangrijk nieuw resultaat ! • Geen methaan gevonden • Minder dan één miljoenste van een procent • Methaan kan een biologische oorsprong hebben. • Zowel plantaardig als dierlijk • Maar kan ook van vulkanen afkomstig zijn
  81. 81. Was er dan nooit methaan in de atmosfeer van Mars • • • • Dat is niet zeker Methaan is een vrij licht gas Kan nog makkelijker dan zuurstof ontsnapt zijn; in tegenstelling tot koolzuurgas Massaverhouding tussen een methaanmolecuul en een zuurstof- resp. koolzuurmolecuul is 10 tot 16 en 22
  82. 82. De atmosfeer zal aanvankelijk zeer dicht geweest zijn (tot 100 bar = 100 maal onze atmosferische druk) maar was in minder dan een half miljard jaar vrijwel verdwenen
  83. 83. Curiosity zal hopelijk 23 maanden over Mars rijden We zijn nu halverwege en hebben een tipje van de sluier op kunnen lichten Er komt vast nog heel veel meer
  84. 84. Route van het eerste jaar; nu komt de beklimming van Mt Sharp
  85. 85. We beginnen te klimmen; enkele recente ontdekkingen Rondkijken, boren, graven analyseren
  86. 86. Hier stonden we eind januari 2013. Toen moest beslist worden of hier de eerste grondboring plaats zou vinden We zijn hier al 500 meter van de landingsplaats
  87. 87. Een klein en ondiep boorgaatje
  88. 88. Resultaat van de analyse • Alle noodzakelijke elementen voor het leven zijn aanwezig: • Zoals zwavel, stikstof, zuurstof, koolstof • We verwachten dat de sedimentlagen van Mt Sharp nog veel nieuws zullen leren
  89. 89. 23-09:Een bijzondere formatie gezien. 26-09: per m3 ca. 2 liter water in de grond!
  90. 90. Tot slot Kort overzicht van de geschiedenis van Mars
  91. 91. Drie grote perioden in de geschiedenis van Mars • Indeling: • Noach era : 4,5 tot 3,6 miljard (Mjd) jaar geleden. Warm, • • • vochtig; een atmosfeer; oceanen In het latere deel ervan: Meer vulkanisme. In he eerdere deel van deze periode ook het intense interplanetaire bombardement . Veel inslagkraters. De oceanen verdwenen Hesperische era (3,6 – 2,0): Droger Amazonische era (2,0 – nu): Oxyderend
  92. 92. De geschiedenis van water en atmosfeer van Mars • Oceanen waren op Mars ca. vóór ca. 3,8 tot 4 miljard • • • • • jaar geleden. Verschillende getallen voor de gemiddelde diepte (d.i. indien het water verspreid zou zijn over het hele Marsoppervlak): 12 meter (Lammer et al., Icarus 2003) 156 meter (Carr & Head, JGR 2003) 430 meter (Boyce et al. JGR, 2005) De atmosfeer zal omstreeks 3,5 miljard jaar geleden in de ruimte verdwenen zijn

×