Odkrycie tlenków manganu w marsjańskich skałach może nam powiedzieć jak bardzo Mars przypominał Ziemię w toku swojej ewolucji. Nowy artykuł opublikowany w periodyku Geophysical Research Letters ujawnia, że łazik Curiosity zaobserwował duże poziomy stężenia tlenków manganu w skałach marsjańskich – co może wskazywać na to, że w atmosferze Marsa w przeszłości znajdowało się dużo więcej tlenu. Taka informacja doskonale uzupełnia inne odkrycie łazika Curiosity – odkrycie dowodów na występowanie w przeszłości ogromnych jezior na powierzchni Marsa.
„Wszystkie znane procesy prowadzące do powstawania takich związków manganu na Ziemi wymagają albo tlenu atmosferycznego albo mikrobów,” mówi Nina Lanza, planetolog z Los Alamos National Laboratory oraz główna autorka artykułu opublikowanego w periodyku Amerykańskiej Unii Geofizycznej. „Teraz zaobserwowaliśmy tlenki manganu na Marsie i zastanawiamy się w jaki sposób mogły się tam znaleźć.”
Lanza do swoich badań wykorzystuje opracowany w Los Alamos instrument ChemCam znajdujący się na szczycie łazika Curiosity, którego zadaniem jest analiza chemiczna skał na Marsie. W przeciągu niecałych czterech lat od lądowania łazika na Marsie, ChemCam przeanalizował około 1500 różnych próbek skał i gleby.
Jak na razie mikroby wydają się zbyt nieprawdopodobnym wytłumaczeniem istnienia tlenków manganu na Marsie, mówi Lanza, jednak możliwość występowania w przeszłości dużo większej ilości tlenu w atmosferze wydaje się realistyczna. „Tego typu związki z dużą ilością manganu nie mogą powstać bez dużej ilości wody w stanie ciekłym oraz silnie utleniających warunków,” mówi Lanza. „Tutaj na Ziemi było bardzo dużo wody, jednak rozległych depozytów tlenków manganu nie było tu dopóki poziom tlenu w atmosferze nie wzrósł w skutek działalności mikrobów fotosyntetyzujących.”
W historii geologicznej Ziemi pojawienie się dużych ilości manganu jest istotnym markerem dużych zmian składu atmosfery – w szczególności znacznego wzrostu stężenia tlenu w powietrzu. Obecność tego samego typu związków na Marsie wskazuje, że podobny proces musiał mieć miejsce także tam. Jeżeli faktycznie tak było, w jaki sposób powstało to bogate w tlen środowisko na Marsie?
„Jedną z możliwości jest powstawanie tlenu z rozkładu cząsteczek wody w czasie gdy Mars tracił swoje pole magnetyczne,” mówi Lanza. „Uważa się, że w tym czasie wody na Marsie było całkiem dużo.” Jednak kiedy Mars tracił chroniące go pole magnetyczne, do powierzchni zaczęło docierać promieniowanie jonizujące, które rozbijało cząsteczki wody na tlen i wodór. Stosunkowo niska grawitacja na Marsie nie była w stanie utrzymać bardzo lekkich atomów wodoru, które z czasem uciekły w przestrzeń kosmiczną. Jednak cięższe atomy tlenu pozostały w marsjańskiej atmosferze. Duża część tego tlenu została uwięziona w skałach – to doprowadziło do powstania rdzawego, czerwonego pyłu pokrywającego dzisiaj powierzchnię planety. Choć słynne czerwonawe tlenki żelaza wymagają umiarkowanego środowiska utleniającego, to do powstania tlenków manganu niezbędne jest silnie utleniające środowisko. Nowe wyniki wskazują, że w przeszłości atmosfera marsjańska charakteryzowała się dużo większą ilością tlenu.
Materia bogata w mangan została odkryta w bogatych w minerały pęknięciach piaskowca w rejonie Kimberley wewnątrz krateru Gale badanego przez łazik Curiosity od czterech lat. Jednak to nie jest jedyne miejsce, w którym odkryto związki bogate w mangan. Łazik Opportunity, który badana powierzchnię Marsa od 2004 roku także niedawno odkrył bogate w mangan złoża znajdujące się tysiące kilometrów od łazika Curiosity – to wskazuje na fakt, że warunki niezbędne do powstania związków manganu nie były ograniczone jedynie do krateru Gale, a raczej były to warunki globalne.
Źródło: Los Alamos National Laboratory