Vuosikymmenten ajan tiedemiehet ovat liittäneet Marsin punaisen värin raudan hapettumiseen, ilmiöön, joka muistuttaa maan ruostumista. Kuitenkin tuore tutkimus ehdottaa, että Marsin pöly sisältää vettä rikasta mineraalia, jota kutsutaan ferrihydriitiksi, joka olisi voinut olla avainasemassa tässä värityksessä. Tämä löytö avaa uusia näkökulmia Marsin ilmastohistoriaan ja sen mahdolliseen aiempaan asuttavuuteen.
Marsin pölyn koostumus
Marsia peittävä pöly koostuu pääasiassa rautapitoisista mineraaleista, kuten rautahaposta. Aikaisemmin tiedemiehet uskoivat, että hematitti, kuiva rautahappo, oli vastuussa planeetan punaisesta väristä. Uudet analyysit kuitenkin paljastavat, että ferrihydriitti, mineraali joka muodostuu kylmässä vedessä, vastaa paremmin havaintoja. Tämä löytö kyseenalaistaa aikaisemmat teoriat Marsin ruostumisen muodostumisesta.
a) Marsin vaaleiden alueiden okran sävy, havaittu 14. elokuuta 2021 Emirates Exploration Imagerin toimesta (R = 635 nm, G = 546 nm, B = 437 nm).
b) Hyperfine ( < 1 µm) ferrihydriitti-basaltti-seos (suhde 1:2) laboratoriossa, hankittu ympäristön olosuhteissa.
c) Vertailu Marsin pölyn orbitaalista spektriä (CRISM kuva FRT00009591) ferrihydriitti-basaltti-sekasaineen spektriin. Heijastuksen lisääntyminen lähellä 0.5 µm johtuu rautapitoisesta ja sen elektronisiirtymistä, joka dominoi UV- ja sinistä spektriä. NIR-spektrin kaistat 1.41 ja 1.93 µm, jotka liittyvät ferrihydriitissä olevaan sitoutuneeseen veteen, eivät ole havaittavissa näissä näytteissä. Puhtaan ferrihydriitin tyypillinen heijastuksen lisääntyminen 1 ja 2.5 µm välillä ei myöskään ilmene, todennäköisesti johtuen ei-lineaarisesta sekoituksesta basalttijauheen kanssa. Kaista 3 µm voi johtua kemiallisesti sitoutuneesta vedestä Marsin pölyssä ja laboratoriosta saadussa näytteessä.
b) Hyperfine ( < 1 µm) ferrihydriitti-basaltti-seos (suhde 1:2) laboratoriossa, hankittu ympäristön olosuhteissa.
c) Vertailu Marsin pölyn orbitaalista spektriä (CRISM kuva FRT00009591) ferrihydriitti-basaltti-sekasaineen spektriin. Heijastuksen lisääntyminen lähellä 0.5 µm johtuu rautapitoisesta ja sen elektronisiirtymistä, joka dominoi UV- ja sinistä spektriä. NIR-spektrin kaistat 1.41 ja 1.93 µm, jotka liittyvät ferrihydriitissä olevaan sitoutuneeseen veteen, eivät ole havaittavissa näissä näytteissä. Puhtaan ferrihydriitin tyypillinen heijastuksen lisääntyminen 1 ja 2.5 µm välillä ei myöskään ilmene, todennäköisesti johtuen ei-lineaarisesta sekoituksesta basalttijauheen kanssa. Kaista 3 µm voi johtua kemiallisesti sitoutuneesta vedestä Marsin pölyssä ja laboratoriosta saadussa näytteessä.
Tutkijat ovat saavuttaneet tämän johtopäätöksen jäljittelemällä laboratoriossa Marsin pölyä murskaamalla basaltin ja ferrihydriitin näytteitä. Nämä näytteet on sitten verrattu Marsin kiertäjien ja roverien keräämiin spektritietoihin. Tulokset osoittavat, että ferrihydriitti on paras ehdokas selittämään Marsin punaista sävyä. Tämä innovatiivinen menetelmä on mahdollistanut Marsin kaltaisten olosuhteiden uudelleenluomisen.
Avaruusmissioiden, kuten ESA:n Trace Gas Orbiterin ja NASA:n Curiosity-roverin, tiedot ovat olleet avainasemassa tässä löydössä. Yhdistämällä nämä havainnot laboratoriokokeisiin, tiedemiehet ovat voineet tunnistaa ferrihydriitin spektrisen allekirjoituksen Marsin pölyssä. Tämä edistysaskel avaa tien paremmalle ymmärrykselle kemiallisista prosesseista, jotka ovat muovanneet Marsia.
Tarina, joka liittyy veteen
Ferrihydriitin läsnäolo viittaa siihen, että Marsilla on ollut kosteita olosuhteita useita miljardeja vuosia sitten. Tämä mineraali muodostuu nopeasti kylmässä vedessä, mikä osoittaa, että nestemäistä vettä oli aikanaan runsaasti planeetan pinnalla. Toisin kuin hematitti, ferrihydriitti säilyttää vesimäisen allekirjoituksensa jopa miljardien vuosien eroosion ja Marsin tuulien aiheuttaman leviämisen jälkeen.Tämä löytö vahvistaa ajatusta siitä, että Marsilla on voinut olla elämälle suotuisia ympäristöjä. Ferrihydriitin muodostumiseen tarvittavat olosuhteet, kuten nestemäinen vesi ja happi, viittaavat siihen, että punainen planeetta on kokenut suotuisamman ajanjakson kuin nykyinen kylmä ja kuiva tila. Tämä avaa uusia näkökulmia Marsin aiempaan asuttavuuteen ja mahdollisuuteen, että se olisi voinut tukea mikrobielämän muotoja.
Tulevat missiot, kuten ESA:n Rosalind Franklin -rover ja NASA:n Mars Sample Return -ohjelma, voisivat tarjota näytteitä, jotka vahvistavat tämän hypoteesin. Marsin pölyn ja kivien suora analyysi maapallolla mahdollistaisi tarkasti määrittää ferrihydriitin määrän ja ymmärtää paremmin ympäristöolosuhteita, jotka vallitsivat Marsilla sen muodostumisen aikana. Nämä näytteet voisivat myös paljastaa muita vihjeitä veden ja elämän historiasta punaisella planeetalla.
Lisätietoja: Mikä on ferrihydriitti?
Ferrihydriitti on rautapitoista ja vesipitoista mineraalia, joka liittyy usein kosteisiin ja kylmiin ympäristöihin. Maapallolla sitä löytyy maaperästä ja järvsedimenteistä, joissa se muodostuu nopeasti nestemäisen veden ja hapen läsnä ollessa. Sen erityinen kemiallinen rakenne mahdollistaa vesimolekyylien säilyttämisen, mikä tekee siitä arvokkaan indikaattorin aiemmista vesimäisistä olosuhteista.Marsilla ferrihydriitin läsnäolo viittaisi siihen, että planeetta on kokenut kosteita jaksoja, vaikka sen nykyinen ympäristö on äärimmäisen kuiva. Tämä mineraali muodostuu suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa, mikä viittaa siihen, että nestemäinen vesi Marsilla oli kylmää ja todennäköisesti runsasta rajoitetun ajan. Toisin kuin muut rautahapot, kuten hematitti, ferrihydriitti on vähemmän stabiili pitkällä aikavälillä, mutta se voi säilyä tietyissä erityisissä olosuhteissa, kuten Marsilla havaituissa.
Ferrihydriitin löytäminen Marsin pölyssä avaisi uusia näkökulmia veden historian ymmärtämiseen punaisella planeetalla. Tutkimalla tätä mineraalia tiedemiehet voivat jäljittää ympäristöolosuhteita, jotka vallitsivat Marsilla miljardeja vuosia sitten. Tämä voisi myös auttaa tunnistamaan alueita, joissa elämä olisi voinut syntyä, mikä vahvistaa tulevien tutkimusmissioiden kiinnostusta.