Komad stijene pronađen u Alžiru 2019. godine sada je popunio jednu od najvećih praznina u zapisu o Marsovu vulkanizmu. Analiza meteorita NWA 13441 pokazala je da je stijena nastala prije 1,273 milijarde godina, u razdoblju iz kojeg dosad nije bio poznat nijedan šergotit.
Uzorak tako daje prvi izravni materijalni trag o Marsovoj magmatskoj aktivnosti između dviju mnogo bolje poznatih skupina marsovskih meteorita. Njegov sastav neodimija upućuje i na mogućnost da je magma potekla iz dijela Marsova plašta koji je sačuvao kemijski potpis ranog Sunčeva sustava.
Između poznatih šergotita nedostaje gotovo 1,8 milijardi godina
Znanstvenici su dosad pronašli približno 400 meteorita s Marsa. Snažni udari asteroida izbacili su njihove izvorne stijene s površine Crvenog planeta u svemir, nakon čega su neki komadi završili na Zemlji.
Ta zbirka predstavlja vrlo neujednačen uzorak Marsa. Ovisi o tome koji je komad stijene neki udar izbacio, je li stigao do Zemlje i je li ga netko pronašao. Zbog toga pojedina razdoblja Marsove geološke povijesti u poznatim meteoritima gotovo nisu zastupljena.
To se posebno odnosi na šergotite, magmatske stijene nastale hlađenjem i kristalizacijom Marsove magme. Većina dosad datiranih šergotita mlađa je od 600 milijuna godina, dok su sljedeći najstariji poznati primjerci stari približno 2,4 milijarde godina. O tom neobičnom rasporedu starosti više smo pisali u tekstu Većina meteorita s Marsa iznenađujuće je mlada.
Između tih dviju skupina nalazi se razdoblje dugo približno 1,8 milijardi godina. To ne znači da je Mars tada bio bez vulkanske aktivnosti. Znači da među do sada pronađenim šergotitima nije bilo uzorka iz tog vremenskog intervala.
Postoje i druge skupine marsovskih meteorita, poput nakhlita i chassignita, čiji su uzorci stari približno 1,3 do 1,4 milijarde godina. Međutim, njihov se kemijski sastav razlikuje od šergotita, pa ne mogu pružiti iste podatke o izvorima magme i razvoju Marsova plašta.
NWA 13441 pronađen je u Alžiru, a starost mu je određena tek sada
Meteorit NWA 13441 nije nedavno pao na Zemlju. Pronađen je u Alžiru 2019. godine, a njegov sastav i starost do najnovije analize nisu bili detaljno proučeni.
Istraživači s Boston College-a dobili su mali fragment uzorka te tanki izbrusak stijene. U suradnji s kolegama iz Scrippsove institucije za oceanografiju i britanskog sveučilišta Open University potvrdili su njegovo marsovsko podrijetlo, odredili vrijeme nastanka i usporedili njegov kemijski sastav s drugim marsovskim meteoritima.
Starost od 1,273 milijarde godina odnosi se na trenutak kada je magma iz koje je stijena nastala kristalizirala i ohladila se. To nije vrijeme kada je stijena izbačena s Marsa, stigla do Zemlje ili pronađena u Alžiru.
NWA 13441 pripada skupini olivinom bogatih šergotita. Njegova starost smješta ga upravo između mlađih šergotita, starih manje od 600 milijuna godina, i mnogo starijih primjeraka starih oko 2,4 milijarde godina.
Budući da je nastao iz magme, uzorak potvrđuje da je na Marsu i prije 1,273 milijarde godina postojala magmatska aktivnost. Sam meteorit, međutim, ne pokazuje je li se ta magma izlila na površinu u obliku lave ili se ohladila ispod površine.
Neodimij upućuje na očuvani dio Marsova plašta
Starost meteorita govori kada se stijena oblikovala. Njegov izotopski sastav može otkriti iz kakvog je materijala magma potekla.
U središtu analize bio je neodimij. Omjeri njegovih izotopa služe kao svojevrsni kemijski potpis materijala iz kojeg je stijena nastala. Istraživači su utvrdili da početni izotopski sastav neodimija u NWA 13441 odgovara takozvanoj hondritskoj vrijednosti.
Hondriti su primitivni meteoriti koji sadrže neotopljeni materijal nastao u najranijim fazama Sunčeva sustava, prije približno 4,56 milijardi godina. To ne znači da je meteorit NWA 13441 star toliko dugo. Njegova je stijena kristalizirala prije 1,273 milijarde godina, ali je materijal iz kojeg je nastala magma sačuvao kemijski trag mnogo starijeg razdoblja.
Takav hondritski sastav dosad nije bio zabilježen u drugim šergotitima. Prema tumačenju istraživača, magma iz koje je nastao NWA 13441 mogla je potjecati iz dosad neuzorkovanog dijela Marsova plašta koji je milijardama godina ostao relativno nepromijenjen.
Mars se oblikovao vrlo brzo, manje od pet milijuna godina nakon nastanka Sunčeva sustava. Budući da nema tektoniku ploča kakvu poznajemo na Zemlji, neki kemijski tragovi iz njegova ranog razvoja mogli su ostati očuvani u dubljim dijelovima planeta.
Ovaj meteorit otvara nova pitanja o Marsovu vulkanizmu
NWA 13441 ne daje potpunu sliku Marsove unutrašnjosti. Jedan uzorak nije dovoljan da pokaže koliko je takav očuvani materijal raširen niti je li riječ o uobičajenom dijelu Marsova plašta ili rijetkoj iznimci.
Istraživači zato planiraju analizirati dodatne izotopne sustave. Novi podaci trebali bi pokazati kako se NWA 13441 uklapa u postojeće modele Marsova plašta i je li njegov neobični sastav posljedica očuvanog drevnog rezervoara ili složenog miješanja različitih izvora magme.
Važnost meteorita leži u tome što istodobno čuva dvije različite priče. Njegova starost bilježi magmatsku aktivnost na Marsu prije 1,273 milijarde godina, dok njegov izotopski sastav nosi trag materijala iz vremena kada se Sunčev sustav tek oblikovao.
Jedan mali komad stijene tako popunjava gotovo dvije milijarde godina praznine u zapisu o marsovskim šergotitima i pruža novi uvid u duboku unutrašnjost Crvenog planeta.
