Jak wyglądał wczesny klimat Marsa?

Naukowcy dzięki danym zebranym przez należący do NASA łazik Curiosity mogli lepiej poznać wczesny klimat Marsa, kiedy planeta była cieplejsza i wilgotniejsza – około 3,7 miliarda lat temu.

.Dzięki porównaniu ilości izotopów tlenu, naukowcy z California Institute of Technology i Jet Propulsion Laboratory NASA, odkrył, że jezioro, które niegdyś istniało w kraterze Gale na Marsie, ulegało znacznemu parowaniu wcześniej, niż sugerowałyby to mineralogia i geochemia osadów zbadanych przez łazik Curiosity w tym regionie. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.

Jak tłumaczą badacze, proces parowania, choć powszechny na Ziemi, dostarcza ważnych wskazówek dotyczących tego jak wyglądał wczesny klimat Marsa. Obecność śladów parowania w składzie izotopowym wody wydobytej z minerałów ilastych w obecnych tam skałach wskazuje, że atmosfera Czerwonej Planety była ciepła, ale także sucha, co sprzyjało parowaniu stojącej wody.

„Ciepło jest pojęciem względnym. Mówimy o temperaturze nieco powyżej zera, ale była ona wystarczająco wysoka, aby potencjalnie sprzyjać procesom chemicznym, którymi interesują się astrobiolodzy. Był to dynamiczny okres w historii Marsa. Planeta znajdowała się w trakcie globalnej transformacji klimatycznej, a dzięki skałom z Gale wiemy, że powierzchnia Marsa ulegała wietrzeniu chemicznemu, a wody jeziora miały pH zbliżone do neutralnego i nie były szczególnie słone. Dodajmy do tego proste związki organiczne odkryte wcześniej w tych samych skałach, a otrzymamy lokalne środowisko, które wydaje się być nadające się do zamieszkania” – mówi Amy Hofmann z California Institute of Technology.

Astronomowie skoncentrowali się na izotopach tlenu, a nie na częściej badanych izotopach wodoru. Projekt ten jest pierwszym, w ramach którego odkryto znaczne ilości tlenu-18 w starożytnym zbiorniku wodnym na Marsie. Tlen-18 jest stosunkowo rzadką formą tlenu, która jest cięższa od swojego typowego odpowiednika, tlenu-16, ponieważ ma dwa neutrony więcej. Kiedy woda wyparowuje, cząsteczki H₂O zawierające lżejszy atom tlenu mają tendencję do wyparowywania jako pierwsze, pozostawiając wodę w stanie ciekłym o wyższym stężeniu ciężkiego tlenu.

Naukowcy przeanalizowali próbki zebrane przez Curiosity w latach 2012–2021 z regionu krateru Gale na Marsie. Ślady wskazują, że było to dawne duże jezioro. Łazik pobrał próbki minerałów ilastych, o których wiadomo, że dokładniej zachowywały sygnatury izotopowe tlenu i wodoru w momencie swojego formowania.

Chociaż stosunki izotopów tlenu w atmosferze Marsa wydają się dość podobne do tych na Ziemi, woda wydobyta z minerałów ilastych wykazała silne wzbogacenie w cięższy tlen. Odkrycie to wskazuje z daniem naukowców, że w kraterze Gale rzeczywiście dochodziło do parowania w czasie, gdy osady te tworzyły się.

.„To odkrycie stanowi ważny krok w naszych długich wysiłkach zmierzających do zrozumienia, w jaki sposób woda ukształtowała powierzchnię Marsa w sposób przypominający Ziemię, a jednocześnie tak bardzo różniący się pod względem szczegółów i tego co obserwujemy dzisiaj. Dowiedzieliśmy się lepiej jak wyglądał wczesny klimat Marsa, jak suchsza atmosfera i gwałtownie zmieniająca się hydrosfera kontrolowały cykle życia jezior na Czerwonej Planecie – prawdopodobnie naszych najlepszych celów do poszukiwania dowodów życia lub jego chemicznych prekursorów poza Ziemią” – podsumowuje John Eiler z California Institute of Technology.

Oprac. EG