Na Ziemi znaleźliśmy fragment Marsa. Naukowcy potwierdzili odkrycie

Na pierwszy rzut oka wyglądał jak zwyczajny, lekko różowawy kamień. Kiedy w 2022 r. znaleziono go na Saharze, nikt nie wiedział, że pochodzi z Marsa i pamięta czasy, gdy Układ Słoneczny dopiero się formował. Dziś naukowcy potwierdzili, że skała ma co najmniej 4,1 mld lat, co czyni ją jednym z najstarszych znanych meteorytów marsjańskich.

Jeszcze ciekawsze jest jednak to, co wydarzyło się z nią przed opuszczeniem Czerwonej Planety. Meteoryt zachował ślady oddziaływania wody, która zmieniała jego minerały miliardy lat temu. Naukowcy nazywają znalezisko wyjątkowym zapisem geologicznej historii Marsa, a jego badanie może pomóc wyjaśnić, jak planeta utraciła wodę.

Historia meteorytu Teghaza 001 rozpoczęła się dla naukowców w 2022 r. Wtedy poszukiwacze znaleźli na pustyni w północnym Mali osiem fragmentów niezwykłej skały. Ich łączna masa wynosiła około 800 g. Nazwa znaleziska pochodzi od solniska Teghaza, w którego rejonie dokonano odkrycia.

Początkowo nie było wiadomo, jak stary jest kamień. Analizy przeprowadzone na Uniwersytecie Nowego Meksyku wykazały, że jego skład izotopowy odpowiada meteorytom marsjańskim. Szczególną uwagę badaczy zwróciły jednak nietypowe minerały i struktura skały.

Zespół kierowany przez Yang Liu z NASA Jet Propulsion Laboratory postanowił dokładniej zbadać okaz. Wyniki badania opublikowanego w czasopiśmie Science przyniosły zaskakujące ustalenie. Teghaza 001 powstał co najmniej 4,1 mld lat temu, a więc około 400 mln lat po uformowaniu się Marsa. Jest to jeden z trzech znanych meteorytów marsjańskich zawierających materiał pochodzący z tak odległej epoki. Większość okazów, które dotarły na Ziemię, jest znacznie młodsza i nie pozwala równie dokładnie badać początków Czerwonej Planety.

Naukowcy odkryli w meteorycie kryształy cyrkonu, minerału szczególnie przydatnego do datowania skał. Cyrkon może zawierać uran, który w przewidywalnym tempie rozpada się na ołów. Porównanie proporcji tych pierwiastków pozwala ustalić, kiedy powstał badany minerał.

Badacze zastosowali również nowatorską metodę datowania wykorzystującą izotopy rubidu i strontu. Zamiast rozpuszczać całą próbkę, analizowali pojedyncze ziarna minerałów za pomocą niezwykle precyzyjnej aparatury laserowej. Wyniki obu metod były zgodne. Dzięki temu udało się nie tylko potwierdzić bardzo stary wiek skały, lecz także zachować znaczną część cennego materiału do przyszłych badań.

Szczególnie interesujące okazało się porównanie Teghaza 001 z innymi pradawnymi meteorytami. Na Spider's Web opisywaliśmy wcześniej Black Beauty i Allan Hills 84001, które również przechowują informacje o najdawniejszych dziejach Marsa. Pierwszy jest jednak mieszaniną fragmentów skał z różnych okresów, a drugi ma stosunkowo jednorodny skład mineralny. Teghaza 001 wyróżnia się bogatszym zestawem minerałów magmowych. Dzięki temu pozwala odtworzyć historię krzepnięcia magmy, powstawania skorupy planety i późniejszych zmian zachodzących pod wpływem wody.

To właśnie ślady wody są jednym z najważniejszych elementów odkrycia. Badacze ustalili, że skała powstała z powoli stygnącej magmy, a następnie jej minerały ulegały reakcjom z płynami obecnymi w marsjańskiej skorupie. Do zmian tych dochodziło około 4,1 mld lat temu, co oznacza, że materiał meteorytu musiał powstać jeszcze wcześniej. Analiza składu chemicznego i izotopów tlenu wskazuje na złożone procesy wymiany materii między skałami a wodą.

Co ciekawe, osobne badanie tego samego meteorytu, pozwoliło ustalić więcej na temat marsjańskiej wody. Naukowcy zbadali izotopy wodoru zachowane w kryształach apatytu. Odkryli ślady mieszania wody pochodzącej z wnętrza planety z wodą noszącą sygnaturę jej dawnej hydrosfery. Wyniki sugerują, że już około 4,1 mld lat temu marsjańska woda była wzbogacona w deuter, czyli cięższy izotop wodoru. To ważna wskazówka dotycząca ucieczki lekkiego wodoru z atmosfery Marsa w przestrzeń kosmiczną.

Wcześniejsze analizy meteorytów znalezionych na Saharze również wskazywały, że woda występowała na Czerwonej Planecie już w najwcześniejszym okresie jej historii. Teghaza 001 pozwala jednak prześledzić procesy zachodzące w konkretnej, bardzo starej skale, a nie tylko w mieszaninie fragmentów pochodzących z różnych epok.

Historia Teghaza 001 ma jeszcze jedną zagadkę. Wiadomo, że potężne uderzenie innego ciała niebieskiego musiało kiedyś wyrzucić skałę z powierzchni Marsa. Następnie fragment przemieszczał się przez przestrzeń kosmiczną, aż ostatecznie trafił na Ziemię. Nie wiadomo jednak dokładnie, kiedy doszło do uderzenia ani jak długo meteoryt podróżował między planetami. Wiek 4,1 mld lat dotyczy powstania skały, a nie jej pobytu w kosmosie.

Naukowcy postanowili mimo to poszukać miejsca, z którego mogła pochodzić. Wykorzystali dane z sondy Mars Reconnaissance Orbiter, porównując skład meteorytu z informacjami o minerałach występujących na powierzchni Czerwonej Planety. Udało się wytypować 13 potencjalnych lokalizacji, których charakterystyka odpowiada Teghaza 001. Wiele z nich znajduje się na starych, silnie pokrytych kraterami wyżynach południowej półkuli Marsa. Nie można jednak jednoznacznie wskazać miejsca, z którego skała została wyrzucona.

Przeczytaj także:

Meteoryt może pochodzić z obszaru, którego żaden łazik dotychczas nie zbadał bezpośrednio. Oznacza to, że znaleziony na Saharze kamień dostarczył naukowcom próbkę części Marsa, do której nie wysłaliśmy jeszcze żadnego robota.

*Źródło grafiki wprowadzającej: Alessio Miccoli, Canva Pro / NASA, JPL