Ένας μετεωρίτης που ανακαλύφθηκε πριν από τέσσερα χρόνια στην έρημο Σαχάρα από ερευνητές της περιοχής Σαχράουι, μπορεί να είναι ο αρχαιότερος που έχει ταυτοποιηθεί ποτέ ως προερχόμενος από τον Άρη. Διατηρεί ένα τμήμα του φλοιού του πλανήτη από περισσότερα από 4,1 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Παρότι οι αναλύσεις του συνεχίζονται, ο βράχος, σχεδόν 800 γραμμάρια βάρους και χωρισμένος σε οκτώ κομμάτια, προσφέρει ήδη μια πρωτοφανή ματιά στο υδάτινο παρελθόν του Άρη και αμφισβητεί τις παραδοσιακές αντιλήψεις για τον τρόπο με τον οποίο σχηματίστηκε ο φλοιός του.
Ο μετεωρίτης, που ονομάζεται Teghaza 001, «θα αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο σκεφτόμαστε για τον πρώιμο Άρη», δήλωσε ο Lee Saper, γεωχημικός στο Εργαστήριο Αεριοπροώθησης της NASA (JPL), σε ομιλία του αυτή την εβδομάδα στο συνέδριο γεωχημείας Goldschmidt. Μία μελέτη, η οποία εξετάζει το υδρογόνο που είναι εγκλωβισμένο στα ορυκτά του βράχου, δημοσιεύθηκε τον περασμένο μήνα στο περιοδικό Science Advances. Μια δεύτερη μελέτη, που προσδιορίζει την ηλικία του, βρίσκεται υπό αξιολόγηση στο Science και είναι διαθέσιμη ως προδημοσίευση, ενώ περισσότερες έρευνες βρίσκονται σε εξέλιξη.
Τμήματα του Άρη που εκτοξεύονται στο διάστημα από ισχυρές προσκρούσεις περιστασιακά καταλήγουν στη Γη ως μετεωρίτες. Επειδή η ατμόσφαιρα του Άρη διαθέτει ένα χαρακτηριστικό «αποτύπωμα» ευγενών αερίων, οι ερευνητές μπορούν να ξεχωρίσουν τους αρειανούς μετεωρίτες από άλλα διαστημικά πετρώματα, αναλύοντας τις ελάχιστες ποσότητες αερίων που είναι παγιδευμένες στο εσωτερικό τους.
Αν και μεγάλο μέρος της επιφάνειας του Άρη πιθανότατα έχει ηλικία μεγαλύτερη από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, σχεδόν όλοι, οι αρκετές εκατοντάδες γνωστοί αρειανοί μετεωρίτες, είναι σχετικά νεαροί ηφαιστειακοί βασάλτες. Πρόκειται για σκληρά και ανθεκτικά πετρώματα που άντεξαν καλύτερα τη βίαιη εκτόξευσή τους από τον Άρη και το πέρασμά τους μέσα από την ατμόσφαιρα της Γης.
Μέχρι σήμερα, μόνο ένας γνωστός αρειανός μετεωρίτης, ο Allan Hills 84001, ηλικίας 4,1 δισεκατομμυρίων ετών και ανακαλυφθείς στην Ανταρκτική το 1984, διατηρούσε τμήματα του φλοιού από εκείνη την πρώτη περίοδο της ιστορίας του Άρη. (Ένας άλλος μετεωρίτης, γνωστός ως Black Beauty, περιέχει μεμονωμένους κρυστάλλους ορυκτών ηλικίας έως και 4,4 δισεκατομμυρίων ετών, αλλά το ίδιο το πέτρωμα σχηματίστηκε πολύ αργότερα.)
Ο Allan Hills 84001 παρείχε κρίσιμες πληροφορίες για τον πρώιμο Άρη, αλλά η εξαγωγή συμπερασμάτων από ένα μόνο δείγμα ήταν πάντα προβληματική, λέει η Lydia Hallis, πλανητική επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης. Ο Teghaza αλλάζει αυτή την κατάσταση.
«Έχουμε διπλασιάσει τον αριθμό των αρχαίων αρειανών μετεωριτών μας», αναφέρει. «Θα υπάρξουν πολλοί άνθρωποι, εμού συμπεριλαμβανομένης, που θα θέλουν να αποκτήσουν ένα κομμάτι αυτού του δείγματος».
(Η κύρια μάζα του μετεωρίτη ανήκει στο Maine Mineral & Gem Museum, το οποίο παρείχε το μικρό δείγμα που χρησιμοποιήθηκε στις μελέτες.)
Ένας φλοιός πλούσιος σε πυρίτιο
Ο Teghaza είναι πλούσιος σε ζιρκόνια, κρυστάλλους ορυκτών ιδιαίτερα πολύτιμους για τους γεωλόγους, επειδή μικρές ποσότητες ουρανίου που παγιδεύονται μέσα τους διασπώνται σε μόλυβδο με γνωστό ρυθμό, λειτουργώντας ως ένα εξαιρετικά ακριβές φυσικό ρολόι.
Η έρευνα υπό την ηγεσία της Yang Liu, πλανητικής επιστήμονα στο JPL, χρονολογεί τον μετεωρίτη σε ηλικία μεγαλύτερη των 4,1 δισεκατομμυρίων ετών. Ωστόσο, το πέτρωμα μπορεί να είναι ακόμη αρχαιότερο. Όταν οι κρύσταλλοι λιώνουν ή εκτίθενται σε ρευστά, τα «ρολόγια» τους μηδενίζονται.
«Υπάρχει πολύ περισσότερη ιστορία σε αυτόν τον βράχο σε σχέση με τους περισσότερους άλλους αρειανούς μετεωρίτες», λέει ο Christopher Herd, γεωλόγος στο Πανεπιστήμιο της Αλμπέρτα, ο οποίος συμμετέχει επίσης στις προσπάθειες ανάλυσης δειγμάτων από το ρόβερ Perseverance της NASA.
Ίσως η μεγαλύτερη έκπληξη που προσφέρει ο Teghaza είναι η σύστασή του: παρουσιάζει μια ασυνήθιστα μεγάλη περιεκτικότητα σε πυρίτιο.
«Είναι πολύ παράξενο· δεν το περιμέναμε», λέει η Eva Scheller, πλανητική επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ.
Το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας του Άρη αποτελείται από βασάλτες, τα σκοτεινά ηφαιστειακά πετρώματα που δημιουργούνται από την άμεση τήξη του μανδύα, όπως περίπου συμβαίνει με τον ωκεάνιο φλοιό της Γης. Αντίθετα, ελαφρύτερα πετρώματα πλούσια σε πυρίτιο, όπως ο γρανίτης, απαιτούν επαναλαμβανόμενες διαδικασίες τήξης και χημικού διαχωρισμού ώστε να εξελιχθούν από βασάλτη.
Στη Γη, αυτές οι διεργασίες συνδέονται στενά με την τεκτονική των πλακών, γεγονός που οδήγησε πολλούς ερευνητές στην υπόθεση ότι ο Άρης, ο οποίος δεν διαθέτει ενεργή τεκτονική πλακών, έχει ελάχιστο γρανιτικό φλοιό.
Μια νέα εικόνα για τη γεωλογική ιστορία του Άρη
Η εικόνα αυτή όμως αρχίζει να αλλάζει.
Δορυφόροι σε τροχιά γύρω από τον Άρη έχουν εντοπίσει ενδείξεις γρανιτικών πετρωμάτων που εκτίθενται στην επιφάνεια λόγω προσκρούσεων. Η πυκνότητα του φλοιού, όπως υπολογίστηκε από τους σεισμούς του Άρη που κατέγραψε το σκάφος InSight της NASA, είναι μικρότερη από εκείνη ενός καθαρά βασαλτικού φλοιού.
Άλλοι αρειανοί μετεωρίτες περιέχουν μικρές ποσότητες χαλαζία και άλλων ορυκτών πλούσιων σε πυρίτιο. Επιπλέον, το Perseverance, εξερευνώντας μια περιοχή παρόμοιας ηλικίας με τον Teghaza, ανακάλυψε πέρυσι μια πλούσια σε χαλαζία προεξοχή, την Plankeholmane, η οποία μοιάζει σχεδόν απόλυτα με γρανίτη.
Όλα αυτά τα στοιχεία υποδηλώνουν ότι ακόμη και χωρίς τεκτονική πλακών, ο Άρης,και πιθανώς άλλοι βραχώδεις πλανήτες, μπορεί να δημιουργεί σύνθετα μαγματικά συστήματα ικανά να παράγουν φλοιούς με μεγάλη χημική ποικιλία.
Η επαναλαμβανόμενη ανακύκλωση του φλοιού σε μάγμα και ξανά πίσω μπορεί να βοήθησε στη δημιουργία των πλούσιων χημικών συνδυασμών που απαιτούνται για την εμφάνιση ζωής, υποστηρίζει ο Tobermory Mackay-Champion, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ.
«Φλοιός με μεγάλη χημική ποικιλία μπορεί να είναι πολύ πιο συνηθισμένος στους βραχώδεις πλανήτες απ’ όσο πιστεύαμε μέχρι σήμερα».
Ο Όμιλος Φίλων Αστρονομίας στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης: facebook, instagram, x, tiktok, youtube
Οι ενδείξεις για την απώλεια νερού στον Άρη
Ο Teghaza ενισχύει επίσης τις ενδείξεις ότι ο Άρης άρχισε να στεγνώνει πολύ νωρίς στην ιστορία του.
Το υδρογόνο, βασικό συστατικό του νερού, αποτελεί έναν από τους καλύτερους δείκτες για την ιστορία του νερού στον πλανήτη. Η αναλογία υδρογόνου προς το βαρύτερο ισότοπό του, το δευτέριο, στον μετεωρίτη παρουσιάζει μεγάλη ομοιότητα με τις μετρήσεις του Allan Hills 84001.
Και οι δύο δείχνουν ότι ο πρώιμος Άρης περιείχε μεγαλύτερη αναλογία υδρογόνου προς δευτέριο από ό,τι σήμερα. Επειδή το ελαφρύτερο υδρογόνο διαφεύγει στο διάστημα ευκολότερα από το δευτέριο, η μεταβολή αυτής της αναλογίας υποδηλώνει σημαντική απώλεια υδρογόνου και συνεπώς νερού.
Το αρχαίο μαγνητικό πεδίο του Άρη πιθανότατα προστάτευε την ατμόσφαιρά του από τα φορτισμένα σωματίδια του ηλιακού ανέμου, μειώνοντας τη διαφυγή υδρογόνου. Όμως, μετά την εξαφάνιση του μαγνητικού πεδίου πριν από περίπου 3,9 δισεκατομμύρια χρόνια, οι ερευνητές πιστεύουν ότι η απώλεια νερού επιταχύνθηκε.
Οι νέες μετρήσεις, οι οποίες περιλαμβάνουν επίσης στοιχεία για την αρχική ισοτοπική αναλογία με την οποία σχηματίστηκε ο πλανήτης και η οποία διατηρήθηκε στον μανδύα του, δείχνουν ότι αυτή η απώλεια είχε ήδη ξεκινήσει πριν από 4,1 δισεκατομμύρια χρόνια.
«Αυτό είναι το αποτέλεσμα της ταχείας απώλειας υδρογόνου από τη νεαρή αρειανή ατμόσφαιρα», δήλωσε ο Saper.
Ένα παράθυρο στον αρχαίο Άρη
Οι ερευνητές αναμένουν ότι ο Teghaza θα αποκαλύψει ακόμη περισσότερα μυστικά. Το πέτρωμα καταγράφει ξεκάθαρα αλλοιώσεις από νερό ή άλλα ρευστά μέσα στον φλοιό, όμως οι πιθανές πηγές αυτών των μεταβολών είναι πολλές.
Η λεπτομερέστερη μελέτη αυτού του κομματιού του αρχαίου Άρη μπορεί να αποκαλύψει αν ο πλανήτης έμοιαζε με το ηφαιστειακά ενεργό και υδάτινο περιβάλλον που πολλοί γεωλόγοι πιστεύουν ότι υπήρχε στη Γη κατά τα πρώτα εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια της ιστορίας της.
Όπως λέει ο James Day, γεωχημικός στο Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας Scripps: «Μέχρι στιγμής, αυτό φαίνεται να είναι ακριβώς αυτό που βλέπουμε».
https://www.science.org/content/article/oldest-known-mars-rock-offers-glimpse-planet-s-watery-youth