A Mars története az ásványok alapján

A Mars Express űrszonda új adatai alapján a bolygó fejlődésének három eltérő időszakában keletkezett ásványokat azonosítottak. Az eredmények az esetleges ősi, marsfelszíni életnyomok megtalálásában is segíthetnek.

Az európai Mars Express űrszondán lévő OMEGA detektor színképi vizsgálatai alapján megerősítést nyert a korábbi elgondolás, mely szerint a Mars fejlődése során eltérő kémiai adottságú időszakok váltották egymást. Mint arról korábbi cikkünkben beszámoltunk, a kezdeti melegebb és nedvesebb időszak után hosszú hűvös periódus következett, néha enyhén savas felszíni vizekkel. A legújabb mérések fényében úgy tűnik, ez a két periódus is elsősorban a bolygó kezdeti időszakára korlátozódott.

Az OMEGA detektor a felszín közel 90%-áról rögzített már jó felbontású spektrumokat, így lehetőség nyílik a különböző ásványok elterjedésének megállapítására. Utóbbit az egyes területek korával összehasonlítva durván felvázolhatjuk, miként változtak a vörös bolygó felszíni viszonyai fejlődése során. Jelenleg az alábbi kép rajzolható meg.

A legidősebb nyomokat az egykori melegebb, nedvesebb klímán keletkezett agyagásványok képviselik, amelyeket közel egy tucat helyszínen sikerült nagy előfordulásban azonosítani. Ezek olyan idős kráterek, amelyekről az őket később beborító vulkáni anyagok lepusztultak. Az ősi agyagásványok valószínűleg sokkal nagyobb területet borítottak be eredetileg, mint azt most láthatjuk. Nem feltétlenül utalnak felszíni vizekre, elméletileg a felszín alatt kis mélységben is kialakulhattak.

Később az éghajlat hűvösebbre fordult, és szulfátos ásványok, gipsz, szürke hematit keletkeztek az alkalmanként még ekkor is megjelenő vizekből. Ezek a felszíni vizek a vulkáni aktivitás hatására már erősen savasak voltak, ezért nem jöttek létre belőlük a korábbiakhoz hasonló agyagok. Ilyen terület például a Valles Marineris vagy a Hematit-régió, az Opportunity rover leszállóhelye.

Az ásványok harmadik csoportját olyan vastartalmú eloxidált vegyületek adják, amelyek nem kerültek kapcsolatba nagy mennyiségű folyékony vízzel. Ezek tehát a maihoz hasonló környezeti feltételek alatt keletkezhettek igen lassú mállással, és a bolygón nagyon sokfelé megtalálhatók.

A fentiek tehát a Mars fejlődéstörténetének három nagy időszakát, avagy jellemző felszíni viszonyait jelölik. Az agyagos rétegek a 4,5-4,2 milliárd évvel ezelőtti időszakban, a mainál nedvesebb és melegebb viszonyok alatt születhettek. Ezt a szakemberek nem hivatalosan phyllosian időszaknak is elnevezték, az ekkor keletkezett sok ún. filloszilikát nyomán. Később a bolygó kisebb mértékben globálisan hűlt, ugyanakkor az erős vulkáni aktivitás a még fennmaradó vizeket savassá tette, és talán újabb hőforrásként is befolyásolta a klímát. A 4,2 és 3,8 milliárd évvel ezelőtti időszakban (theiikian periódus) ezekből képződtek a hatalmas szulfátos telepek. Még később a hűlő planéta egyre szárazabb lett, ekkor keletkeztek a harmadik csoportba tartozó vas-oxidok a siderikian időszakban.

A nagy kérdés, hogy a három időszak ilyen szabályosan, egymás után következett-e, avagy voltak köztük átfedések. Elképzelhető például, hogy a savas-szulfátos periódus többször is megjelent a bolygón. A választ jó eséllyel megkaphatjuk a következő években, amikor a Mars Reconnaisance Orbiter még részletesebb adatokkal fog szolgálni.

Az első két csoport ásványainak fontosabb előfordulásai a Mars fekete-fehér, magasság-ábrázolású térképén (világos: magas, sötét: mély terület). Vörös szín: idős agyagok, kék: szulfátok, sárga: egyéb vízzel kapcsolatba került, hidratált ásványok. A kép nagyméretű változatának letöltése (Bibring et al/ESA/MGS/NASA/Science)

A Mars fejlődéstörténetének egyre több eleme kezd egy mind teljesebb képpé összeállni. Néhány évtizeddel ezelőtt főleg az idős csatornák eróziós nyomai utaltak a kezdeti meleg és nedves periódusra, amit a bolygó hőfejlődési modelljei is támogattak. Később felfedezték a kezdeti meleg periódust követő, rövidebb felmelegedések nyomait (krátertavak, fiatalabb és részben vízben képződött üledékek). Az új elméleti számítások megerősítették, hogy a kezdeti meleg periódus után (részben vulkáni fűtéstől, részben a forgástengely billegése nyomán előálló globális éghajlatváltozásoktól) is lehettek rövidebb, enyhébb időszakok. Most az ásványok összetétele alapján mindez részben további támogatást nyert - igaz, az új eredmények egyelőre nem utalnak egyértelműen a másodikként említett, rövid éghajlati kilengésekre, csak a kezdeti meleg periódust követő kicsit enyhébb időszakra.

A fenti információk az esetleges ősi, marsfelszíni életnyomok megtalálásában is segíthetnek. Az ásványi bélyegek alapján ugyanis jól be lehet határolni azokat a területeket, amelyek nem csak becsapódásos krátereik száma alapján idősek, hanem ott az ősi, vizes környezetben képződött anyagok (esetünkben főleg az agyagos mállástermékek) a felszínen vannak - tehát nem kell fúrni a vizsgálatukhoz.

Kereszturi Ákos