Badania sugerują, że znaleźliśmy zapis tego, co się działo na Marsie tuż po jego uformowaniu. Informacji dostarcza nam niewielki meteoryt. To jest pierwszy tak stary fragment Marsa, jaki dotarł na Ziemię.

Szacuje się, że dziennie na Ziemię spada około 250 ton materii z przestrzeni kosmicznej. Większość niezauważalnie spala się, część zostawia widoczny ślad. Czasami ślady znaczą gęsto niebo (roje meteorów, choćby najbardziej znane Perseidy), niemniej w dalszym ciągu są to drobinki wielkości ziaren piasku wpadające w atmosferę. Jeżeli są one bardziej masywne, nie wyparowują całkowicie, lecz uderzają w powierzchnię Ziemi. Taka pozostałość po spadku meteoru nazywana jest meteorytem. Wśród tego wszystkiego co opadło na Ziemię, a człowiek zdołał odnaleźć, około 100 sztuk pochodzi z Marsa. Te skały są dosyć młode – ich wiek szacuje się w zakresie 150-600 milionów lat.

Dlaczego na Ziemi można znaleźć okruchy Marsa, a na Marsie nie znajduje się skał ziemskich? Powodem jest rzadka atmosfera Marsa i słaba grawitacja. Podobnej wielkości asteroida lub kometa uderza w Czerwoną Planetę z większym impetem niż by uderzyła w Ziemię (hamowanie w atmosferze). Odłamki odrzucone z miejsca upadku ciała osiągają prędkości, które pozwalają opuścić Marsa i przy odpowiednim ustawieniu planet mogą trafić na Ziemię.

W 2011 roku od handlarza z Maroko kupiono meteoryt, którego kawałek (było ich w sumie pięć) powędrował do Uniwersytetu w Nowym Meksyku w ręce prof. Carla Afee. Katalogowa nazwa skały to NWA 7034, pochodząca od północno-zachodniej Afryki (Northwest Africa), jednak z racji ciemnej, połyskującej powierzchni meteoryt znany jest jako Czarna Piękność (Black Beauty).

Po szczegółowych badaniach okazuje się, że ten konkretny kawałek jest dużo starszy od pozostałych części, a także od większości meteorytów pochodzących z Marsa, bowiem wiek Czarnej Piękności szacuje się na 4,4 miliarda lat. To nam z kolei mówi, że minerał pochodzi z czasów, gdy Czerwona Planeta się dopiero formowała, a jej powierzchnia była usiana czynnymi wulkanami. Naukowcy są przekonani, że skała pochodzi z południowych wyżyn – porytego kraterami terenu na południowej półkuli Marsa.

Dla planetologów jest to nie lada gratka, ponieważ nigdy nie mieliśmy do czynienia z tworzącą się planetą, więc musimy korzystać ze źródeł, w których jest zapisana przeszłość – na przykład ten meteoryt. Oparł się on erozji znajdując się najpierw w przestrzeni kosmicznej, a następnie w konserwującym (w porównaniu z wodą czy innymi żrącymi dla minerałów miejscami ma Ziemi) piaskiem pustyni. Przytaczając konkretne liczby – Mars miał tylko 100 milionów lat, gdy uformowały się kryształy tworzące ten meteoryt.

Skała ma 4,4 miliarda lat, więc pochodzi z czasów kiedy Mars dopiero co się formował.

W tym miejscu wyjaśnię niewtajemniczonym na czym polegają badania takich próbek. Pierwsze, co można zrobić, to dokładne oznaczenie składu chemicznego oraz obecności promieniotwórczych (i nie tylko) izotopów. W zależności od tego, jaki jest stosunek odpowiednich związków chemicznych oraz izotopów, można powiedzieć coś o warunkach (temperatura, ciśnienie) panujących w momencie krystalizacji, a także kiedy skała zastygała (w momencie krystalizacji lawy włącza się „stoper”, który możemy odczytać mierząc skład izotopowy). Podobnie można wykryć, kiedy umarł organizm korzystając z radiodatowania węglowego. Oczywiście później wykonuje się wiele innych specjalistycznych badań, z których profesjonaliści mogą wiele odczytać.

Meteoryt składa się z przynajmniej sześciu różnych typów skał, w tym skał magmowych oraz osadowych – jednym słowem skomplikowana mieszanina. Z powyższych informacji wynika, że każda część pociętego meteorytu ma inne własności, w tym wiek. Czy nie ma tu sprzeczności? Nie, jeżeli zdamy sobie sprawę, że asteroida uderzająca w Marsa mogła zagłębić się w jego skorupę wyrzucając zarówno głębsze warstwy, które skrystalizowały wcześniej (w momencie formowania planety), jak i te młodsze, które dopiero co zaczęły krystalizować albo wręcz mogły być w postaci płynnej magmy, gdyby uderzenie było w pobliżu czynnego wulkanu.

Jesteśmy w stanie powiedzieć, że zmiana warunków (w tym występowania wulkanów) na Czerwonej Planecie nastąpiła gwałtownie, a nie stopniowo. Dynamiczne zmiany w atmosferze i hipotetycznym oceanie sprawiają, że jeżeli życie na Marsie kiedykolwiek istniało, to jest bardzo duże prawdopodobieństwo, że powstało w momencie zaniku aktywności wulkanicznej.

W tej chwili grupa zamierza zbadać skałę pod kątem obecności śladów życia, choć należy odnieść się do tego raczej sceptycznie, ponieważ meteoryt długo leżał w środowisku ziemskim, gdzie był wystawiony na działanie lokalnych organizmów, które niewykluczone, że zanieczyściły próbkę, zacierając wszelkie ślady ewentualnego marsjańskiego życia.

Mamy nadzieję, że na tym się nie kończą ciekawe informacje, które możemy wydobyć z tego niepozornego czarnego kawałka marsjańskiej przeszłości wielkości piłki tenisowej.

Autor

Daniel Pęcak
Daniel Pęcak

Adiunkt na Wydziale Fizyki Politechniki Warszawskiej. Na co dzień zajmuje się materią, w której ważną rolę odgrywają procesy kwantowe, w szczególności materią w gwiazdach neutronowych oraz zjawiskami zachodzącymi w ultrazimnych gazach (https://danielpecak.github.io). Obronił doktorat z fizyki teoretycznej w Instytucie Fizyki PAN, absolwent Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Związany z Klubem Astronomicznym Almukantarat od 2006 roku. Współtwórca nowej wersji portalu. W wolnych chwilach zajmuje się popularyzacją nauki, eksploracją Netfliksa i lekturą książek fantasy i Sci-Fi.