Μετεωρίτης του Άρη δείχνει αρχαία υδροθερμική δραστηριότητα

Ο αρχαίος Άρης είχε στοιχεία ζεστού νερού .Ένα χέρι με γάντι που κρατά έναν γυαλιστερό μαύρο βράχο Black Beauty είναι ένας αρειανός μετεωρίτης. Credit: NASA 

Το 2011, ένας εντυπωσιακός μαύρος βράχος στο μέγεθος ενός μήλου ανακαλύφθηκε στην έρημο Σαχάρα. Η ασυνήθιστη εμφάνισή του απέτρεψε τον εντοπισμό του και σύντομα πέρασε στα χέρια ενός έμπορου μετεωριτών στο Μαρόκο. 

Ένας Αμερικανός συλλέκτης κατέληξε να αγόρασε την πέτρα, αλλά κομμάτια της από τότε έχουν παραδοθεί σε διάφορους επιστήμονες. Και αυτός ο μετεωρίτης, ο οποίος έγινε γνωστός ως NWA 7034, ή «Μαύρη Ομορφιά», είναι διαφορετικός από τους περισσότερους άλλους μετεωρίτες: Είναι ένα κομμάτι του Άρη. Παρά τους πολλούς τροχιακούς και προσγειωμένους που επισκέπτονται τον Άρη, κανένα δεν έχει επιστρέψει ένα κομμάτι του Κόκκινου Πλανήτη στη Γη. 

Οι επιστήμονες στρέφονται σε μετεωρίτες όπως το Black Beauty για να κατανοήσουν καλύτερα τις συνθήκες στον Άρη μόλις μερικές δεκάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη συγκρότησή του. Μικροί κόκκοι ζιργκόν από το NWA 7034 έχουν τώρα αποκαλύψει ότι η υδροθερμική δραστηριότητα πιθανότατα παρέμεινε στον φλοιό του Άρη πριν από 4,45 δισεκατομμύρια χρόνια. 

Αυτή είναι η πρώτη έμμεση ένδειξη νερού στον Κόκκινο Πλανήτη. 

Όχι, μόνο ένας οποιοσδήποτε παλιός μετεωρίτης 

Η συντριπτική πλειοψηφία από τους περίπου 60.000 μετεωρίτες που έχουν συλλεχθεί μέχρι σήμερα είναι κομμάτια αστεροειδών. Αλλά περίπου 200 ανήκουν σε μια σπάνια ομάδα αρειανών μετεωριτών. Αυτοί οι βράχοι απομακρύνθηκαν από την επιφάνεια του Άρη από κρούσεις αστεροειδών και εμποτίστηκαν με αρκετή κινητική ενέργεια για να ξεφύγουν από το βαρυτικό πεδίο του πλανήτη. 

Στη συνέχεια συνέχισαν να διασταυρώνουν την τροχιά της Γης και να βυθίζονται στην ατμόσφαιρα προτού τελικά συλληφθούν από ένα άτομο. Ένας μετεωρίτης του Άρη είναι κάτι το ιδιαίτερο, είπε ο Jack Gillespie, γεωχημικός στο Πανεπιστήμιο της Λωζάνης στην Ελβετία. «Αντιπροσωπεύει κάτι από την επιφάνεια του Άρη στο οποίο έχουμε πρόσβαση στη Γη». 

Ο Gillespie και οι συνεργάτες του ανέλυσαν πρόσφατα έναν μόνο κόκκο ζιργκόν από την Black Beauty διαστάσεων περίπου 20 × 30 μικρομέτρων. Περίπου 3 τέτοιοι κόκκοι θα μπορούσαν να στοιβάζονται κατά πλάτος σε μια ανθρώπινη τρίχα. Το ζιργκόν είναι ένα ορυκτό που είναι εξαιρετικά σκληρό και μπορεί εύκολα να χρονολογηθεί, γεγονός που το καθιστά ιδανικό ανιχνευτή του μακρινού παρελθόντος. «Αν θέλετε να επιστρέψετε σε κάποια από την παλαιότερη ιστορία του Άρη, δεν υπάρχουν πολλοί τρόποι για να το κάνετε αυτό», είπε ο Aaron Cavosie, πλανητικός επιστήμονας στο Κέντρο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Διαστήματος στο Πανεπιστήμιο Curtin στο Περθ της Αυστραλίας και μέλος της ερευνητικής ομάδας. 

Το 2022, ο Cavosie και οι συνεργάτες του δημοσίευσαν μια ανάλυση 66 κόκκων ζιργκόν από το Black Beauty και δύο άλλους μετεωρίτες του Άρη. Η ομάδα έδειξε ότι η κρυσταλλική δομή ενός από τους κόκκους του Black Beauty είχε αναδιαταχθεί ευδιάκριτα, ένα χαρακτηριστικό που υποδηλώνει το πέρασμα ενός έντονου ωστικού κύματος. Παρόμοια χαρακτηριστικά έχουν σημειωθεί σε βράχους που ανακαλύφθηκαν από την τοποθεσία της κατακλυσμικής πρόσκρουσης Chicxulub στη χερσόνησο Yucatán που σήμανε τον θάνατο των μη πτηνών δεινοσαύρων, ανέφεραν οι ερευνητές.

 Απροσδόκητα στοιχεία 

Ο Gillespie, ο Cavosie και οι συνάδελφοί τους επισκέφτηκαν ξανά τον ίδιο κόκκο ζιργκόν, ο οποίος είχε προηγουμένως αποδειχθεί ότι είχε ηλικία 4,45 δισεκατομμυρίων ετών. 

Η ομάδα χρησιμοποίησε μια ποικιλία τεχνικών, συμπεριλαμβανομένης μιας ιδιαίτερα ισχυρής μεθόδου γνωστής ως φασματομετρία μάζας δευτερογενούς ιόντος χρόνου πτήσης, για να διερευνήσει τη χημεία του κόκκου. Βρήκαν ίχνη σιδήρου, αλουμινίου και νατρίου. Η εύρεση αυτών των στοιχείων σε έναν κόκκο ζιργκόν ήταν μια μεγάλη έκπληξη, δήλωσε ο Carl Agee, διευθυντής του Ινστιτούτου Μετεωριτών στο Πανεπιστήμιο του Νέου Μεξικού, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα. 

«Συνήθως δεν είναι εκεί». Και όταν είναι, το ορυκτό συνήθως παρουσιάζει επίσης σημάδια βλάβης από την ακτινοβολία. «Οι κόκκοι που έχουν αυτό το επίπεδο ιχνοστοιχείων είναι συνήθως κατεστραμμένα προϊόντα», είπε ο Cavosie. (Η ζημιά από την ακτινοβολία είναι πολύ πιο καταστροφική, δομικά μιλώντας, από τις αλλαγές που προκαλούνται από τα κρουστικά κύματα.) Ένας κόκκος που εκτίθεται σε βλάβη από ακτινοβολία θα έχανε τη δομική του ακεραιότητα και θα ήταν επιρρεπής στην ενσωμάτωση τέτοιων «στοιχείων χωρίς τύπο» μετά το σχηματισμό του, είπε ο Cavosie. Αλλά ο κόκκος από το Black Beauty δεν έδειξε κανένα σημάδι αυτής της βλάβης - τα άτομά του ήταν όλα τακτοποιημένα. «Είναι σαν μικρά πορτοκάλια παρατεταγμένα στο παντοπωλείο», είπε ο Καβοσί. 

«Φαίνεται πολύ εύλογο ότι θα υπήρχε υδροθερμική δραστηριότητα στον Άρη». Ο Gillespie και οι συνεργάτες του έδειξαν ότι άτομα σιδήρου, αλουμινίου και νατρίου παρέμειναν στις ζώνες ανάπτυξης του κόκκου ζιρκονίου. Αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι αυτά τα απροσδόκητα στοιχεία κατατέθηκαν καθώς ο κόκκος κρυσταλλώθηκε αντί να ενσωματωθεί σε μεταγενέστερη ημερομηνία. Ένας πολύ γνωστός τρόπος για την παροχή τέτοιων στοιχείων είναι ένα υδροθερμικό γεγονός, στο οποίο ένα ζιρκόνιο κρυσταλλώνεται σε ένα υπόγειο κράμα θερμών πετρωμάτων και υγρών με βάση το νερό. 

Είναι πιθανό ότι αυτός ο κόκκος ζιργκόν λούστηκε με ένυδρα υγρά κατά τη γέννησή του πριν από 4,45 δισεκατομμύρια χρόνια στον Άρη, κατέληξαν οι ερευνητές. Αυτή είναι η πρώτη απόδειξη ύπαρξης νερού στον Κόκκινο Πλανήτη, σημείωσε η ομάδα. Αυτά τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο Science Advances. 

Αυτά τα ευρήματα έχουν πολύ νόημα, είπε ο Agee. Ο Άρης ήταν πιθανότατα πιο ενεργός γεωλογικά στο παρελθόν και πολλά από τα χαρακτηριστικά του υποδηλώνουν ότι το νερό κύλησε πάνω από την επιφάνειά του πριν από πολύ καιρό. «Φαίνεται πολύ εύλογο ότι θα υπήρχε υδροθερμική δραστηριότητα στον Άρη», είπε.

Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα eos.org

 Kornei, K. (2024), Martian meteorite points to ancient hydrothermal activity, Eos, 105, https://doi.org/10.1029/2024EO240528. Published on 22 November 2024.

https://eos.org/articles/martian-meteorite-points-to-ancient-hydrothermal-activity