Pangea

Minden, ami földtudomány

Meteoritok fedhetik fel a Mars légkörének titkait

2014. június 01. 19:06 - BendeA

A Marsról származó meteoritok geokémiai, elsősorban stabil izotóp összetétele alapján a Maryland-i Egyetem kutatóinak sikerült számos új következtetést levonni a Vörös Bolygó egykori légköréről és annak kémiai összetételéről. A geológusok 40 darab Földbe csapódott marsi meteorit mintáit vették górcső alá, melyek segítségével fény derült a Mars légkörének "titkaira". A különböző földtörténeti korokban bolygónkba csapódott meteoritok kén izotópos összetételének segítségével képesek voltak egy újfajta képet alkotni a Vörös Bolygó légkörének egyes szakaszairól. A Nature című szaklapban publikált tanulmány szerzői szerint a földi és a marsi atmoszféra a Naprendszerünk 4,6 milliárd éves fejlődésének már korai szakaszában alapjaiban eltérő fejlődési irányt vettek. Ez az eredmény - mely úttörőnek számít a maga nemében - hozzásegítheti a Marssal foglalkozó kutatókat annak megértésében, hogy létezhetett-e élet a Marson. Továbbá arra is fény derül, hogy vajon a kutatás eredményeként felvázolt légköri modell megengedhette-e a folyékony víz jelenlétét a bolygó felszínén.

450px-MarsMeteorite-NWA7034-716969main_black_beauty_full.jpg

A "Fekete Szépség" becenévre hallgató, egyébként NWA 7034 nevet viselő meteorit körülbelül 2 milliárd éves. A meteorit vulkanikus eredetű és összetétele alapján bazaltnak mondható. (link)

A Földön eddig több, mint 60 ezer meterorit darabot találtak meg, melyek közül csupán 69 darabról (!) mondható el, hogy a Marsról származó kőzetdarabok lehetnek. A 69 darab meteorit zöme lényegében megszilárdult magma, melyek az egykori marsi vulkanizmus során képződtek. Ezek a meteoritok a Vörös Bolygónak aszteroidával vagy üstökössel való ütközése során kirepült kőzetanyag, melyek határozatlan ideig a világűrben keringtek, míg  - szerencsés esetben - a Föld gravitációs vonzása következtében bolygónkon lelt végső nyughelyre. Az eddigi 69 darab bizonyítottan marsi eredetű mintából a Marylandi geológusok 40 darab minta kénizotópos összetételét határozták meg. Ez a 40 darab bemért minta habár nem tűnik egy nagy számnak, mégis jóval több mért adatnak számít, mint amennyit eddig a korábbi munkákhoz felhasználtak, így a további munkáknak referencia adatbázisként szolgálhat.

A vizsgált meteoritok közül a legidősebb 4,1 milliárd éves, tehát körülbelül akkor jöhetett létre mikor Naprendszerünk még igencsak korai állapotában létezett, úgymond "gyermekkorban". Ezzel szemben számos meteorit "hozzá képest" fiatalnak minősül, a legfiatalabbak között találunk 200 millió és 500 millió éves meteoritokat is, melyek tulajdonképpen a földi élet egyes fejezeteibe "rövid bepillantást nyerhettek" a Föld légkörén való áthaladásuk során.

233064__mars-surface-dust-craters-the-atmosphere-horizon-sunrise_p.jpg

A napfelkelte láthatóvá teszi a mars száraz felszínét, a krátereket és annak vékony légkörét. (link)

A Marsi meteoritok analitikai vizsgálata hozzásegíthet egy újfajta kép kialakításához marsi légkörről, mely eltérő földtani korokból származó kémiai összetételeken alapulhat, ezáltal megtudhatjuk, hogy a Mars képes volt-e az élet számára elfogadható körülményeket biztosítani. A Marson szintén megtalálhatók azok a kémiai elemek, melyek a földi élet számára nélkülözhetetlenek, mégis a kedvezőtlenebbre fordult körülményeknek "köszönhetően" ma már élettelen bolygóként kering a Nap körül. A Mars barátságtalan körülményei hallatán kinek ne jutna eszébe a vörös színű sivatagra emlékeztető kietlen felszíne? Szinte mindenki előtt ott lebeg ez a kép, mégis emellett számos, az élet megjelenését korlátozó tulajdonsággal bír. Hőmérséklet szempontjából elég szeszélyes bolygónak számít, átlagosan -55 °C uralkodik a bolygón, habár azt meg kell említeni, hogy az egyenlítő környékén mikor a Nap delel az égbolton a felszíni hőmérséklet akár a számunkra is kellemes 20 °C-ot is elérheti. A Mars északi és déli pólusán ezzel szemben -150 °C-ot is meghaladó rekord hidegek is előfordulnak. A Mars meglepő módon rendelkezik légkörrel, habár az igen ritka. A Mars légkörének összetételét 2012 októberében a Curiosity rover sikeresen megmérte, és kiderült, hogy a Marsi légkör fő összetevője a 95%-ban jelenlevő szén-dioxid, míg alárendelten 2%-ban Argon gázból és hasonló mennyiségű Nitrogén gázból áll. A fennmaradó 1%-ot pedig szén-monoxid, metán, kén-dioxid és ózon képviseli. A légkör átlagos felszíni légnyomása mindössze 0,6%-a földi tengerszinti légnyomásnak, kb. 6 millibar szemben a földi 1013 millibarral. A vékony légkör miatt a felszínt erős kozmikus sugárzás, és ugyancsak nagy mennyiségű  ultraibolya sugárzás éri.

20120928-mars-msl-curiosity-viz7.jpg

A bal oldali képen a 2012-ben felfedezett marsi törmelékes üledékes kőzet, egy lekerekített kavicsokból álló konglomerátum látható, és azzal analóg párja a Földről. (link)

Mégis mindezen napjainkban megfigyelt barátságtalan körülmények ellenére, a marsjárók és különféle műholdak képei alapján tudjuk, hogy olyan geológiai és geomorfológiai képződmények vannak a Mars felszínén, amik nyilvánvalóan vízzel való kölcsönhatás eredményeként jöhettek létre. Ilyenek például a műholdképeken megfigyelhető marsi csatornák, folyóvölgyek, melyek a Curiosity rover tavalyi nagy felfedezéséig csupán vita tárgyát képezték. A tavalyi évben ugyanis a rover főkamerájának képein konglomerátumnak (~kavicskőnek) nevezett kőzettest jelent meg. A konglomerátum a Földről is jól ismert kőzet vízfolyások által szállított, a szállítás során lekerekedett kisebb-nagyobb kavicsokból álló hordalék, mely a diagenezis során kemény kőzetté alakul. Az ilyen bizonyítékok pedig mindenképp egy, talán az élet szemszögéből nézve is lakható Marsra utalnak. Egyenlőre a tudósok nem biztosak abban, hogy a milyen feltételek tették lehetővé a folyékony víz jelenlétét a felszínen, de vélhetően kulcs szerepet játszott a megfelelő feltételek kialakításában a vulkáni működés következtében légkörbe kikerülő üvegházgázok mennyisége.

800px-016vallesmarineris_reduced0.25.jpg

A Valles Marineris minden bizonnyal az egyik legnagyobb kanyon, amit valaha is "találkozott" az emberiség. A kanyon tulajdonképpen egy földtani értelemben vett törésvonal, melynek Kelet-Nyugat irányú kiterjedése kb. 4500 km. Érdekessége, hogy talán folyó vízi erózió nyomait őrzi. (link)

A kén egy kémiailag sokoldalú elem, számos elemmel képes kölcsönhatásba lépni, ezen kölcsönhatások során az eltérő tömegszámú kén izotópok eltérő mennyiségben fognak megjelenni a különféle molekulákban, hosszútávon pedig eltérő mennyiségben a különböző geoszférákban. A kén igen nagy mennyiségben áll rendelkezésre a Marson, vélhetően azon üvegház gázok közé tartozik, melyek felelősek voltak a marsi felszín hőmérsékletének tartós megemelésért, és akár még táplálékforrásként is szolgálhatott bizonyos mikrobák anyagcseréjéhez. Mivel a meteoritok is tartalmaznak különböző ásványos formában ként, ezért annak izotópjai hamar a kutatások középpontjába kerültek. A Marsi meteoritok magmás kőzetekből származnak, melyek kapcsolatba hozhatók vulkáni kitörésekkel, így közvetve a légkörbe kerülő kén-dioxiddal is. A kutatók ezért a meteoritokban levő kén izotópos vizsgálatával meg tudták állapítani, hogy a kén mely geoszférához kötődően jelenik meg. A kén egyrészt, és nyilván döntő hányadban magmás eredettel bír, kén-dioxid (SO2) formájában a légkörben vagy biológiai aktivitáshoz kötődve fordulhat elő. Az izotópos vizsgálatok során sikerült kideríteni, hogy a kéntartalom egy része fotokémiai folyamatok során jött létre a légkörben. Ez a kénmennyiség idővel kiülepedett a légkörből, majd később a kitörő magmába belekerülve magmás kőzetet hozott létre. Tehát az izotópos összetétel szerint a meteorit minták kéntartalma más, mint amilyen összetételt "állítana elő" egy kénen alapuló életforma. Tehát a kémiai reakciók mások voltak már a Mars korai légkörében, mint bolygónk történetének hajnalán.

A különbségek természete még nem teljesen tisztázott, de más bizonyítékok arra utalnak, hogy a Naprendszerünk kialakulása után nem sokkal a Mars légkörének nagy része "elveszett", és jelentősen elvékonyodott. A kén-dioxid és egyéb gázok összkoncentrációja jelentősen lecsökkent a folyamat során. Ez az oka annak, hogy a Mars jelenleg túl hideg ahhoz, hogy folyékony víz legyen jelen felszínén, de minden bizonnyal nem mindig volt ez így.

mars_flood_photo_gallery_10_big.jpg

Eróziós völgyek és hordalékkúp jelzi a folyóvíz felszínalakító munkáját a Vörös Bolygón (link)

A klíma modellek azt mutatják, hogy a nagyobb mennyiségben jelenlevő kén-dioxid a légkörében képes lehetett egy melegedési folyamatot kialakítani, így tartósan létezhetett folyékony víz a Mars felszínén. A magasabb kén-dioxiddal jellemezhető időszakok megléte segíthet megérteni, hogy a Vörös bolygón miért találkozhatunk kiszáradt tómedrekkel, folyó völgyekkel és más vízre utaló felszíni formakinccsel, vagy éppen olyan kőzettestekkel melyek egyértelműen folyóvízi környezetre utalnak. A melegebb időszakok akár fenn állhattak olyan hosszú ideig a Marson, több százezer vagy millió évig, hogy mikrobiális élet kifejlődhessen. A kutatócsoport munkája során létrejött a legátfogóbb a kén izotópok eloszlásának adatbázisa, amit gyakorlatilag bármely Marsról származó ként-tartalmú minta esetén referencia adatbázisként használhatnak a kutatók, legyen az a Curiosity rover által begyűjtött felszíni kőzetminta, vagy akár egy jövőbeni Mars expedícióról származó kőzetminta. Ez az információ meg fogja könnyíteni a minták kiértékelését a kutatók számára.

Forrás: http://www.sciencedaily.com/releases/2014/04/140416143346.htm

Jó szerencsét!

 

Egy kattintás és nem maradsz le az új posztokról:

Szólj hozzá!

A bejegyzés trackback címe:

https://pangea.blog.hu/api/trackback/id/tr556068191

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.