Wczesna skorupa na Marsie może być bardziej złożona niż wcześniej sądzono – a nawet może być podobna do pierwotnej skorupy naszej planety.
Powierzchnia Marsa jest jednolicie bazaltowa, wytwór miliardów lat wulkanizmu i lawy płynącej po powierzchni, która w końcu się ochłodziła. Ponieważ Mars nie przeszedł pełnowymiarowej przebudowy powierzchni, takiej jak przesuwanie się kontynentów na Ziemi, naukowcy sądzili, że historia skorupy Marsa jest stosunkowo prosta.
Ale w nowym badaniu naukowcy odkryli miejsca na południowej półkuli Czerwonej Planety z większymi stężeniami krzemu, pierwiastka chemicznego, niż można by się spodziewać w środowisku czysto bazaltowym. Stężenie krzemionki zostało ujawnione przez skały kosmiczne, które uderzyły w Marsa, wydobywając materiał osadzony wiele mil pod powierzchnią i ujawniając ukrytą przeszłość.
„W składzie jest więcej krzemionki, która sprawia, że skały nie są bazaltem, ale tym, co nazywamy bardziej rozwiniętym składem”, mówi Valerie Payré, adiunkt na Wydziale Nauk o Ziemi i Środowisku na Uniwersytecie Iowa i autor badania. „To mówi nam, w jaki sposób skorupa uformowała się na Marsie jest zdecydowanie bardziej złożona niż to, co wiedzieliśmy. Tak więc chodzi bardziej o zrozumienie tego procesu, a zwłaszcza o to, co to oznacza dla tego, jak powstała skorupa ziemska”.
Naukowcy uważają, że Mars powstał około 4,5 miliarda lat temu. Dokładnie, jak powstała Czerwona Planeta, jest tajemnicą, ale istnieją teorie. Jednym z pomysłów jest to, że Mars powstał w wyniku tytanicznego zderzenia skał w kosmosie, które z powodu swojego intensywnego ciepła stworzyło całkowicie upłynniony stan, znany również jako ocean magmy. Teoria głosi, że ocean magmy stopniowo się ochładzał, tworząc skorupę, podobną do warstwy skóry, która byłaby wyjątkowo bazaltowa.
Inna teoria głosi, że ocean magmowy nie był wszechogarniający, a części pierwszej skorupy Marsa miały inne pochodzenie, które wykazywałoby stężenie krzemionki inne niż bazaltowe.
Payré i jej partnerzy naukowi przeanalizowali dane zebrane przez sondę Mars Reconnaissance Orbiter dla południowej półkuli planety, która, jak wskazywały poprzednie badania, była najstarszym regionem. Naukowcy odkryli dziewięć miejsc – takich jak kratery i pęknięcia w terenie – które były bogate w skaleń, minerał związany z przepływami lawy, które są bardziej krzemowe niż bazaltowe.
„To była pierwsza wskazówka” – mówi Payré. „To dlatego, że tereny są bogate w skalenie, zbadaliśmy tam stężenia krzemionki”.
Skaleń został wcześniej znaleziony w innych regionach Marsa, ale dalsze analizy wykazały, że skład chemiczny w tych obszarach był bardziej bazaltowy. To nie zniechęciło naukowców, którzy zwrócili się do innego instrumentu, zwanego THEMIS, który może wykrywać stężenia krzemionki poprzez odbicia fal w podczerwieni od powierzchni Marsa. Na podstawie danych z THEMIS zespół ustalił, że teren w wybranych przez nich lokalizacjach był bardziej krzemowy niż bazaltowy.
Dodając wiarygodność swoim obserwacjom, meteoryty, takie jak Erg Chech 002, odkryte na Saharze i datowane mniej więcej na narodziny Układu Słonecznego, wykazują podobne składy krzemu i innych minerałów, które zespół zaobserwował w dziewięciu miejscach na Marsie.
Naukowcy datowali również skorupę na około 4,2 miliarda lat, co oznaczałoby, że jest to najstarsza skorupa znaleziona do tej pory na Marsie.
Payré mówi, że była lekko zaskoczona odkryciem.
„Na powierzchni były łaziki, które zaobserwowały skały bardziej krzemowe niż bazaltowe” – mówi. „Więc pojawiły się pomysły, że skorupa może być bardziej krzemowa. Ale nigdy nie wiedzieliśmy i nadal nie wiemy, jak powstała wczesna skorupa ani ile ma lat, więc nadal jest to rodzaj tajemnicy”.
Podczas gdy pochodzenie skorupy ziemskiej pozostaje ukryte, historia skorupy ziemskiej jest jeszcze mniej jasna, ponieważ wszelkie pozostałości pierwotnej skorupy naszej planety zostały dawno wymazane z powodu przesuwania się płyt kontynentalnych na miliardy lat. Mimo to odkrycie może dać wgląd w pochodzenie Ziemi.
„Nie znamy skorupy naszej planety od początku; nie wiemy nawet, kiedy pojawiło się życie” — mówi Payré. „Wielu uważa, że te dwie rzeczy mogą być powiązane. Zatem zrozumienie, jak wyglądała skorupa dawno temu, może pomóc nam zrozumieć całą ewolucję naszej planety”.
Payré prowadził badania jako badacz podoktorancki na Uniwersytecie Północnej Arizony. Dołączyła do UI w sierpniu.
Badanie „Wyewoluowana wczesna skorupa odsłonięta na Marsie ujawniona za pomocą spektroskopii” zostało opublikowane w Internecie 4 listopada w czasopiśmie Geophysical Research Letters.
Współautorami są Mark Salvatore i Christopher Edwards z Północnej Arizony.
NASA sfinansowała badania za pośrednictwem programu Mars Science Laboratory Participating Scientist Program oraz projektu Mars Odyssey THEMIS.