Przełom w badaniach Marsa. Naukowcy wiedzą, dlaczego jest czerwony

Nowatorskie badania. Odtworzono marsjański pył

Międzynarodowe badania wykazały, że odpowiedź na pytanie o kolor sąsiadującej z Ziemią planety jest związana z jej wodną przeszłością. Dotychczas powszechna teoria mówiła, że za kolor planety odpowiada suchy, rdzawy minerał, tlenek żelaza zwany hematytem. Najnowsze analizy sugerują, że odpowiedzialny jest za nią jednak inny mineralny tlenek żelaza - ferryhydryt, który może być głównym składnikiem czerwonawego pyłu na Marsie. To nowa teoria zespołu naukowców wielu przodujących ośrodków badawczych. We współpracy z NASA przeanalizowali oni dane z różnych marsjańskich orbiterów, łazików oraz symulacji laboratoryjnych, co dało wyniki, które każą zrewidować dotychczasowe twierdzenia.

Odkrycie dostarcza fascynujących wskazówek dotyczących przeszłości Marsa - znacznie wilgotniejszej i potencjalnie bardziej nadającej się do życia. W przeciwieństwie do hematytu, który zazwyczaj powstaje w cieplejszych, suchszych warunkach, ferryhydryt formuje się w obecności chłodnej wody. Sugeruje to, że Mars mógł mieć środowisko zdolne do utrzymania płynnej wody, co jest niezbędnym składnikiem do życia. Wskazuje to również, że miliardy lat temu środowisko planety się przeobraziło, przechodząc z wilgotnego do suchego.

"Nigdy wcześniej nie udowodniono tego w taki sposób"

- Podstawowe pytanie, dlaczego Mars jest czerwony, jest przedmiotem zainteresowania od setek, jeśli nie tysięcy lat - mówi Adomas Valantinas, doktorant z Uniwersytetu Brown w USA i Uniwersytetu w Bernie w Szwajcarii i główny autor badania. - Z naszych analiz wynika, że ferryhydryt jest wszędzie w marsjańskich pyłach i prawdopodobnie również w formacjach skalnych. Nie jesteśmy pierwszymi, którzy rozważają ferryhydryt jako powód czerwonej barwy Marsa, ale nigdy wcześniej nie udowodniono tego w taki sposób, jak teraz to zrobiliśmy, wykorzystując dane obserwacyjne i nowatorskie metody laboratoryjne. W laboratorium stworzyliśmy marsjański pył.

• Naukowcy ujawnili szokujące dane dot. Ziemi. "Planeta pełna błota"
• Super-Ziemia blisko nas. Są sygnały, że może sprzyjać rozwojowi życia
• Tam może być życie. Naukowcy wskazali typ planet

Obecna atmosfera Marsa jest zbyt zimna i rzadka, aby utrzymać na powierzchni przez długi czas ciekłą wodę, niezbędny składnik życia. Jednak różne międzynarodowe misje kosmiczne i badania NASA dostarczyły dowodów na to, że woda była obficie obecna na powierzchni Marsa miliardy lat temu. Działo się to w łagodniejszej epoce planety, którą teraz widać w śladach na jej powierzchni, które przypominają wyschnięte rzeki i jeziora. Wskazują na to też minerały, które powstają tylko w obecności ciekłej wody.

Ferryhydryt to mineralny tlenek żelaza, który powstaje w środowiskach bogatych w wodę. Na Ziemi jest on związany z procesami takimi jak wietrzenie skał wulkanicznych i popiołu. Do tej pory jego rola w składzie powierzchni Marsa nie była dobrze rozumiana, ale nowe badanie sugeruje, że stanowi ważnym składnik pyłu pokrywającego powierzchnię planety.

Starożytność Marsa wskazówką dla dzisiejszych teorii

- Chcemy zrozumieć starożytny klimat Marsa i procesy chemiczne na tej planecie - zarówno dawne, jak i obecne - mówi Valantinas, który pracuje w laboratorium Jacka Mustarda, planetologa z Brown University.

- Co wiemy z tego badania, to to, że dowody wskazują na formowanie się ferryhydrytu, a aby to się stało, musiały istnieć warunki, w których tlen, z powietrza lub innych źródeł, razem z wodą mógł reagować z żelazem. Te warunki były bardzo różne od dzisiejszego suchego, zimnego środowiska. Gdy marsjańskie wiatry rozprzestrzeniały ten pył wszędzie, stworzyło to ikoniczny czerwony wygląd planety - wyjaśnia badacz.

REKLAMA

- Następnie pojawia się pytanie o zdolność do życia: czy kiedykolwiek istniało tam życie? Aby to zrozumieć, musimy poznać warunki, które istniały w czasie formowania się tych minerałów - dodaje.

Międzynarodowy zespół przeanalizował dane z różnych misji marsjańskich, łącząc obserwacje orbitalne z NASA Mars Reconnaissance Orbiter i Europejskiej Agencji Kosmicznej Mars Express oraz Trace Gas Orbiter z pomiarami na powierzchni Marsa dokonanymi przez łaziki takie jak Curiosity, Pathfinder i Opportunity.

Eksperymenty w laboratoriach

Instrumenty na orbiterach i łazikach dostarczyły szczegółowych danych spektroskopowych dotyczących zakurzonej powierzchni planety. Wyniki te porównano z eksperymentami laboratoryjnymi, w których zespół testował, jak światło oddziałuje z cząstkami ferryhydrytu i innymi minerałami w warunkach symulujących warunki marsjańskie.

- Pył marsjański jest bardzo mały, więc aby przeprowadzić realistyczne i dokładne pomiary, symulowaliśmy rozmiar cząstek naszych mieszanek, aby pasowały do tych na Marsie - powiedział Valantinas. - Używaliśmy zaawansowanej maszyny do mielenia, która zmniejszyła rozmiar naszego ferryhydrytu i bazaltu do wielkości submikronowych. Ostateczna wielkość wynosiła 1/100 ludzkiego włosa, a odbite widma światła tych mieszanek dobrze odpowiadają obserwacjom z orbity i czerwonej powierzchni Marsa - wyjaśnił.

REKLAMA

Stuprocentowa pewność tylko dzięki próbkom z planety

Naukowcy zdają sobie sprawę, że nowe odkrycia mogą być w pełni potwierdzone dopiero po przyniesieniu próbek z Marsa na Ziemię, co teraz sprawia, że 100-procentowa pewność co do przeszłości Czerwonej Planety jest nadal nieuchwytna.

- To badanie otwiera nowe możliwości - mówi Jack Mustard. - Daje nam lepszą szansę na zastosowanie zasad formowania się minerałów i warunków, aby cofnąć się w czasie. Jednak najważniejsze jest zwrócenie próbek z Marsa, które są obecnie zbierane przez łazik Perseverance. Kiedy je otrzymamy, będziemy mogli faktycznie sprawdzić, czy to prawda - zaznacza.

Nowe odkrycia stawiają przed naukowcami nowe zagadki do rozwiązania, w tym taką, jakie jest pierwotne miejsce pochodzenia ferryhydrytu, zanim został on rozprzestrzeniony przez marsjańskie burze pyłowe. Nieznany jest także dokładny skład chemiczny atmosfery Marsa, gdy ferryhydryt się uformował. Zrozumienie, kiedy i gdzie powstał pył, może pomóc naukowcom uzyskać wgląd w to, jak ewoluowały atmosfery wczesnych planet podobnych do Ziemi.

• Kosmos i zagłada dinozaurów. Winna asteroida z końca Układu Słonecznego
• Historia Wszechświata i superkomputery. Dzięki wirtualnym modelom poznajemy szczegóły z przeszłości kosmosu

Źródła: NASA/Brown University/uark.edu/CNN Science/pg/kor