Miliardy lat temu Mars miał aktywny cykl węglowy

Naukowcy z NASA poinformowali o wykryciu przez łazik Curiosity w kraterze Gale na Marsie syderytu – szeroko rozpowszechnionego na Ziemi minerału, który zawiera spore ilości węglanów żelaza. Odkrycia sugerują, że Czerwona Planeta w zamierzchłej przeszłości miała aktywny cykl węglowy.

Wysłany przez NASA na Marsa łazik Curiosity od 2012 r. przemierza pustkowia Czerwonej Planety, wiercąc w skałach i przepuszczając pobrane próbki przez zaawansowane laboratorium chemiczne, które ma na pokładzie. Głównym jego celem jest poszukiwanie dowodów na istnienie pradawnego życia. Curiosity wylądował w leżącym na południe od równika kraterze Gale. Miejsce lądowania zostało wybrane na podstawie zdjęć satelitarnych, które pokazały, że prawdopodobnie w dalekiej przeszłości występowała tam ciekła woda.

Niedawne analizy próbek zebranych podczas wierceń w kraterze Gale wykazały, że skały pokrywające prawdopodobne dno starożytnego jeziora zawierają spore depozyty syderytu. To wskazuje na niegdyś aktywny cykl węglowy na Marsie, gdzie CO2 reagował z wodą i skałami, tworząc minerały. Badanie, które ukazało się na łamach „Science” (DOI: 10.1126/science.ado9966) przybliża naukowców do ustalenia, czy Czerwona Planeta kiedykolwiek była w stanie podtrzymać życie.

Syderyt na Marsie

Dane, na podstawie których naukowcy wnioskują na temat syderytu, zostały zebrane z trzech miejsc, gdzie łazik dokonał odwiertów w latach 2022 oraz 2023. Opierając się o te dane badacze chcą lepiej zrozumieć dawny klimat Czerwonej Planety oraz to, jak się zmieniał.

– Odkrycie dużych złóż węgla w kraterze Gale stanowi zaskakujący i ważny przełom w naszej wiedzy na temat ewolucji geologicznej i atmosferycznej Marsa – powiedział Ben Tutolo z University of Calgary, główny autor publikacji. – Obfitość wysoce rozpuszczalnych soli w tych skałach oraz w podobnych osadach zidentyfikowanych na większości powierzchni Marsa została wykorzystana jako dowód na tzw. wielkie wysychanie Marsa, gdy doszło do zmiany z ciepłego i wilgotnego wczesnego okresu do obecnego, zimnego i suchego stanu – dodał Tutolo.

Tutolo dodał, że od dawna przewidywano, że osady węglanów uformowały się pod bogatą w CO2 starożytną atmosferą Marsa, jednak nie było na to wystarczających dowodów. – Modele przewidują, że minerały węglanowe powinny być szeroko rozpowszechnione, ale do tej pory badania łazików i badania orbitalne powierzchni Marsa z wykorzystaniem satelitów nie znalazły wielu dowodów na ich obecność – przyznał Tutolo.

Nowe odkrycia sugerują, że starożytna atmosfera Marsa zawierała wystarczająco dużo CO2, aby na powierzchni planety mogła istnieć ciekła woda. W miarę jak atmosfera stawała się rzadsza i cieńsza, dwutlenek węgla przekształcał się w formę skalną.

Cykl węglowy

Syderyt zidentyfikowany w danych Curiosity pomaga potwierdzić i udoskonalić modele wczesnego okresu Marsa, ponad 3,5 miliarda lat temu. Pokazuje też, że ​​dwutlenek węgla był w dużej ilości w atmosferze Marsa i pomagał utrzymać planetę wystarczająco ciepłą, aby mogła tam istnieć ciekła woda.

Według Tutolo, odkrycie te sugerują, że Mars w zamierzchłej przeszłości był w stanie podtrzymać życie, jakie znamy i że opracowane do tego modele są poprawne. – Szersze implikacje są takie, że planeta nadawała się do podtrzymania życia, ale później, gdy CO2, które ogrzewało planetę, zaczęło wytrącać się jako syderyt, prawdopodobnie wpłynęło to na zdolność Marsa do utrzymywania ciepła. Pytanie na przyszłość brzmi, ile tego CO2 z atmosfery zostało faktycznie zmagazynowane w skałach i czy to był potencjalny powód, dla którego planeta zaczęła tracić możliwość podtrzymania życia – wskazał Tutolo.

– Ważną cechą starożytnego cyklu węglowego Marsa, który opisujemy w tym badaniu, jest to, że był on niezrównoważony. Innymi słowy, znacznie więcej CO2 wydaje się być sekwestrowane w skałach, niż zostało następnie uwolnione z powrotem do atmosfery. Ponieważ Mars jest dalej od Słońca niż Ziemia, potrzebuje znacznie więcej CO2 w swojej atmosferze, aby utrzymać warunki nadające się do podtrzymania życia. Obserwacja, że ​​procesy geochemiczne wychwytywały i sekwestrowały ten CO2, sugeruje, że ten niezrównoważony cykl węglowy mógł stanowić wyzwanie dla zdolności Marsa do podtrzymania warunków umożliwiających rozwój życia – wyjaśnił Tutolo.

Badania Marsa mogą dostarczyć wskazówek, co do pewnych możliwości tutaj na Ziemi. Chodzi o próby przekształcenia antropogenicznego CO2 w węglany jako rozwiązanie problemu zmiany klimatu, czym również zajmuje się Tutolo. – Poznanie mechanizmów wytwarzania tych minerałów na Marsie pomoże nam lepiej zrozumieć, jak możemy to zrobić tutaj. Badanie załamania się ciepłych i wilgotnych wczesnych dni Marsa mówi nam również, że zdolność do podtrzymania życia jest bardzo krucha – podkreślił Tutolo.

Źródło: University of Calgary, Science Alert, NASA, fot. NASA/JPL-Caltech/MSSS