Buitenaardse Aardwetenschappen

Een geoloog kijkt op een andere manier naar een landschap. Dat geldt ook voor buitenaardse landschappen. Om waardevolle wetenschap te verrichten op andere planeten hebben we astronauten nodig die door een geologische bril naar deze buitenaardse landschappen kunnen kijken. Buitenaardse aardwetenschappers dus.

Wetenschap op het oppervlak van Mars doen we vaak aan de hand van rovers. Dit zijn robots die daar rondrijden met een aantal instrumenten, waarmee zij monsters van het Marslandschap nemen en analyseren. Ze sturen foto’s en andere data naar de wetenschappers op aarde. Deze rovers hebben een grote rol gespeeld in de kennis die we nu over Mars hebben. Zo zijn we er achter gekomen dat er stromend water op Mars moet zijn geweest, dat de atmosfeer van Mars ooit dikker was en hebben we organische moleculen gedetecteerd. Toch leveren de rovers ook veel beperkingen op voor het onderzoek. Ze moeten voor elke stap aangestuurd worden, komen soms vast te zitten, als er iets kapot gaat kunnen we er niet zo veel aan doen, en ze bewegen zich langzamer voort dan een landschildpad. 

Het uitvoeren van experimenten en nemen van metingen kunnen we gemakkelijker doen met de hulp van astronauten in plaats van rovers. Astronauten kunnen het terrein beter navigeren, zo op meer plekken komen om monsters te nemen en verplaatsen zich bovendien sneller dan een landschildpad. Daarbij kunnen astronauten monsters makkelijker transporteren. Volgens de huidige plannen zal NASA’s Artemis missie in 2025 astronauten op de maan zetten als eerste stap naar bemande missies op Mars. Astronauten op de maan kunnen vanaf de aarde aangestuurd worden en als handen en ogen van de geoloog functioneren, een groot deel van het onderzoek dat we op andere hemellichamen doen is namelijk geologisch van aard.

Op Mars zal het aansturen op afstand lastiger zijn, omdat het langer duurt een signaal tussen Mars en de aarde te sturen. Als een astronaut een vraag heeft of instructies nodig heeft zal die 10 tot 40 minuten op antwoord moeten wachten. Om efficiënt onderzoek te kunnen doen zal er dus genoeg geologische expertise binnen het team astronauten moeten zijn, zodat de astronauten zo veel mogelijk zelfstandig werk kunnen doen en effectief gebruik maken van de beperkte communicatiemogelijkheden. Deze astronauten zullen als ware geologen naar het Marslandschap moeten kunnen kijken. In het science definition team report van de Artemis III missie staat: ‘Activiteiten gerelateerd aan veldgeologie, monsters nemen en verzamelen, veldwetenschap op locatie, en het uitzetten van experimenten zijn nodig voor een samenhangend programma’. Het citaat had net zo goed uit de cursushandleiding voor een veldwerk bij aardwetenschappen kunnen komen.

Geologische bril

'Met een aardwetenschapper kun je nooit meer normaal op vakantie', luidt de waarschuwing die mijn moeder op de open dag van de studie krijgt. Dat klopt. Als aardwetenschapper leer je door een geologische bril naar een (vakantie)landschap kijken. Landschapsvormen geven veel weg over de geschiedenis van een gebied. Grote parabolische lagen in een gesteente kunnen zo gevormd zijn door continenten die tegen elkaar aan botsten en een hoefijzervormig meer was ooit deel van de loop van een rivier. Tijdens de studie gaan we ook op veldwerk. In de voorbereiding op het veldwerk kijken studenten naar satellietbeelden en enkele monsters uit het veldwerkgebied – we werken dan vaak al met meer informatie dan wetenschappers over een gebied van dergelijke schaal op Mars hebben. Daarna reizen we af naar het veldwerkgebied en daar worden we geconfronteerd met een klus die beroep doet op andere vaardigheden. Een paar stenen en fossielen in het kilometers grote veldwerkgebied kunnen je iets vertellen over de geologische geschiedenis op een schaal van meer dan duizend kilometer. De kunst is om de gesteenten die belangrijke informatie over het gebied bevatten niet over het hoofd te zien en om alles zorgvuldig te documenteren in je kaart en veldboek, zodat je daarna alle puzzelstukjes bij elkaar kan gaan leggen. Na een paar weken kijken we met andere ogen naar ons gebied. Vormen in het landschap zijn te koppelen aan de tektoniek van miljoenen jaren geleden en elke steen bevat een stukje documentatie over de geschiedenis van het gebied.

Met zo’n geologische blik is het Marslandschap ook te bekijken en analyseren. Astronauten met genoeg geologische ervaring kunnen zo op zoek naar de betekenisvolle observaties en deze in de juiste vaktaal aan geologen communiceren in de beperkte mogelijkheden daartoe. De astronauten zijn ook een eerste filter voor de informatie die we op Mars verzamelen met een bemande missie. Zij zullen naar het landschap moeten kijken en tot een eerste besluit komen welke delen een uitvoerige beschrijving waard zijn en welke stenen mogelijk interessant zijn om in meer detail te bestuderen. Het moeten dus echte buitenaardse aardwetenschappers worden.

Met goede hoop op dat ik de eerste bemande missies naar Mars in mijn leven meemaak doe ik een beroep op meer aandacht voor buitenaardse aardwetenschappen. Voor astronauten met een geologische bril, en aardwetenschappers die het niet bij één planeet kunnen laten. Er is nog heel veel over de aarde en de planeten daar voorbij te leren.