Meteoryty odkrywają historię wody na Marsie

Wyniki badań, opublikowane dzisiaj w periodyku Nature Geoscience, wskazują, że Mars najprawdopodobniej otrzymał wodę z dwóch zupełnie różnych źródeł na wczesnym etapie powstawania planety. Różnice między tymi dwoma źródłami wskazują, że Mars, w przeciwieństwie do Ziemi i Księżyca, nigdy nie był pokryty w całości oceanem magmy.

Mars mógł powstać m.in. z dwóch różnych planetozymali o zupełnie innej zawartości wody, które nigdy się do końca ze sobą nie wymieszały. To istotna informacja dla wszystkich naukowców próbujących dowiedzieć się czy w przeszłości na powierzchni Marsa mogło istnieć życie.

Wielu naukowców próbowało dowiedzieć się czegokolwiek o historii wody na Marsie. Skąd się ona wzięła? Jak długo znajdowała się w skorupie Marsa? Skąd się wzięła woda we wnętrzu Marsa? Co może nam ona powiedzieć o ewolucji planety?

Jessica Barnes wraz ze swoim zespołem przeanalizowała historię wody na Marsie analizując poszczególne izotopy wodoru. Wodór-1 (prot) zawiera w swoim jądrze jeden proton. Jądro deuteru natomiast składa się z jednego protonu i jednego neutronu. Stosunek obfitości tych dwóch izotopów wodoru mówi planetologom wiele o procesach i możliwym pochodzeniu wody w skałach, minerałach i krzemianach.

Od ponad 20 lat naukowcy analizują stosunek obfitości izotopów w meteorytach marsjańskich. Choć wyniki tych badań rozsiane są po całym świecie, to powoli zaczyna się klarować pewien trend.

Woda uwięziona w skałach na Ziemi jest niefrakcjonowana, czyli jej stosunek izotopowy nie różni się od standardowej wartości dla wody w oceanach – stosunek protu do deuteru wynosi 1:6420. W atmosferze Marsa woda jest silnie frakcjonowana – w większości jest tam deuter, ciężki wodór, ponieważ wiatr słoneczny wywiał większość lekkiego wodoru w przestrzeń kosmiczną.

Badacze postanowili zbadać obfitość izotopów wodoru w skorupie Marsa. W tym celu skupili się na meteorytach Black Beauty oraz Allan Hills, z czego ten pierwszy był szczególnie interesujący, ponieważ stanowi zbitkę materii z różnych etapów historii Marsa.

W próbkach meteorytów stosunek obfitości izotopów wypadł na poziomie pomiędzy skałami ziemskimi a atmosferą Marsa.  Gdy uzyskane wyniki porównano z wcześniejszymi badaniami, także tymi wykonanymi za pomocą łazika Curiosity, okazało się, że przez ponad 4 miliardy lat historii Marsa nic się nie zmieniło.

Może to oznaczać, że zmienność stosunku izotopów wodoru w próbkach wynika albo  zanieczyszczeń powstałych na Ziemi, albo jest wynikiem oddziaływania atmosfery podczas wyrzucania skał z powierzchni Marsa w przestrzeń kosmiczną.

Teza mówiąca, że wnętrze Marsa przypomina ziemskie jest efektem badań jednego z marsjańskich meteorytów, który najprawdopodobniej pochodzi z płaszcza planety – warstwy znajdującej się między jądrem a skorupą Marsa. Warto jednak zauważyć, że różne meteoryty marsjańskie znacząco różnią się od siebie.

Analizując literaturę naukową i dostępne dane naukowcy wyodrębnili dwa typy marsjańskich skał wulkanicznych – wzbogacone szergotyty i zubożone szergotyty (nazwa pochodzi od pierwszego znalezionego w Indiach meteorytu marsjańskiego Shergotty) – różniące się od siebie stosunkami izotopowymi wodoru. Wzbogacone szergotyty zawierają więcej deuteru niż zubożone, które są bardziej podobne do skał ziemskich.

Naukowcy uważają, że szergotyty zawierają sygnatury dwóch różnych zbiorników wodoru – a tym samym wody – wewnątrz Marsa. Znaczące różnice między innymi wskazują, że w Marsie istniało więcej niż jedno źródło wody oraz, że na powierzchni planety nigdy nie było globalnego oceanu magmy.