Het ondergrondse ijs op middelste breedtegraden van Mars is het overblijfsel van een vroegere ijskap

Verborgen ijs onder Martiaans stof

Als je aan Mars denkt, zie je misschien een droge, stoffige woestijn voor je. Toch hebben wetenschappers onder dat stoffige oppervlak op middelste breedtegraden grote hoeveelheden vrijwel puur waterijs gevonden, op slechts enkele decimeters diepte. Deze studie stelt een simpele maar belangrijke vraag voor toekomstige verkenning en ons begrip van het Martiaanse klimaat: is dat begraven ijs een overblijfsel van een vroegere ijstijd op Mars, en hoe lang zit het daar al verborgen?

Waar het Martiaanse ijs zich verbergt

Ruimtevaartuigen hebben water onder het oppervlak van Mars op verschillende manieren gedetecteerd, waaronder neutronmetingen vanuit de baan, radarreflecties, verse inslagkraters die helder materiaal blootleggen, waarnemingen van landers en seizoensgebonden veranderingen in oppervlaktetemperatuur. Deze instrumenten laten zien dat een relatief schone laag ijs zich net onder de grond bevindt tussen ongeveer 40 en 55 graden noorderbreedte, en zelfs zo ver naar de evenaar als 35 graden. Op veel plaatsen ligt dit ijs minder dan een meter onder het oppervlak, wat verrassend is omdat simpele modellen aangeven dat ijs onder de huidige dunne en koude atmosfeer alleen veel dichter bij de polen stabiel zou moeten zijn.

Hoe het ijs waarschijnlijk gevormd is

Er zijn twee belangrijke manieren waarop ijs zich onder het oppervlak kan verzamelen. Het kan langzaam groeien in bodemporiën terwijl waterdamp naar beneden sijpelt, of het kan beginnen als een oppervlaktebedekking van sneeuw of rijp die later krimpt en een stoffige laag achterlaat. Het ijs op middelste breedtegraden dat door recente kraters is blootgelegd is vrijwel stofvrij en bevat minder dan twee procent verontreinigingen. Die zuiverheid wijst sterk op oppervlakte-sneeuwval of rijp als bron, gevolgd door langzaam verlies van ijs aan de atmosfeer terwijl stof achterblijft en een isolerende laag vormt. Deze stoffige bedekking vertraagt zowel het ontsnappen van waterdamp als het warm worden van het onderliggende ijs, waardoor het ijs langer kan overleven.

Het Martiaanse klimaat in de tijd terugspoelen

De auteurs gebruikten een geavanceerd Mars-klimaatmodel om het recente verleden van de planeet terug te draaien. Mars draait niet zo stabiel als de Aarde; zijn kanteling, of obliquiteit, verandert over honderdduizenden tot miljoenen jaren. Toen de kanteling hoger was dan nu, verschoof de inval van zonlicht en bevatte de lucht veel meer waterdamp, waardoor sneeuw en rijp zich konden ophopen in middelste breedtegraadregio’s. Het team voerde gedetailleerde simulaties uit van temperatuur, stof, kooldioxide en water over de laatste vier miljoen jaar om in te schatten hoeveel ijs zich zou ophopen, hoe snel het zou krimpen en hoe diep het onder het oppervlak terecht zou komen naarmate een beschermende stoffige laag zich ontwikkelde.

Modellen afstemmen op echte kraters

Met hun model begonnen de onderzoekers met een laag oppervlakte-ijs die ongeveer 630 duizend jaar geleden op Mars werd geplaatst, toen de kanteling van de planeet rond de 35 graden lag en men denkt dat ijskappen op middelste breedtegraden gevormd werden. Ze lieten het gesimuleerde ijs vervolgens langzaam terugtrekken naarmate de omstandigheden veranderden naar die van vandaag. Voor de band tussen 40 en 55 graden noorderbreedte vonden ze dat het resterende ijs nu ongeveer tussen de 20 en 150 centimeter diep zou liggen, met variatie rond de planeet afhankelijk van grondkenmerken en lokaal klimaat. Deze voorspelde dieptes komen goed overeen met waar echte inslagkraters ijs hebben blootgelegd en waar baanmetingen van neutronen ondiep water suggereren. Toen ze een veel oudere begindatum testten, ongeveer 4,18 miljoen jaar geleden, kwamen de voorspelde ijsdieptes niet meer zo goed overeen met de waarnemingen.

Wat dit vandaag voor Mars betekent

De studie concludeert dat het begraven ijs op de middelste breedtegraden van Mars het beste verklaard wordt als het overblijfsel van een ooit dikkere oppervlakte-ijskap die minder dan vier miljoen jaar geleden gevormd werd en zeer waarschijnlijk rond 630 duizend jaar geleden. Sindsdien is die ijskap langzaam gekrompen, terwijl een stoffige deken dikker werd en het resterende ijs dieper duwde, waardoor verder verlies sterk vertraagd is. Dit betekent dat het ijs dat we vandaag detecteren een direct restant is van een recente Martiaanse ijstijd en dient als een natuurlijk archief van het vroegere klimaat. Voor toekomstige verkenners wijst het ook op een wijdverspreide en relatief toegankelijke bron van water net onder de Martiaanse bodem.

Bronvermelding: Vos, E., Forget, F., Lange, L. et al. The Martian mid-latitude subsurface ice is the remnant of a past ice sheet. Commun Earth Environ 7, 412 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03418-x

Trefwoorden: Mars-ijs, ondergronds water, Martiaans klimaat, planetaire obliquiteit, permafrost op middelste breedtegraden