Es mag vier Milliarden Jahre alt sein, aber dieser Meteorit, der möglicherweise in der Nähe der Marsoberfläche entstanden ist, hat eine Geschichte zu erzählen… eine über eine wärmere und feuchtere Geschichte. Forscher am California Institute of Technology (Caltech) haben die im Marsmeteoriten ALH84001 enthaltenen Carbonatmineralien analysiert und eine Klimageschichte zusammengestellt, die die bei etwa 18 Grad Celsius gebildeten Mineralien zeigte.
"Was wirklich cool ist, ist, dass 18 Grad weder besonders kalt noch besonders heiß sind", sagt Woody Fischer, Assistenzprofessor für Geobiologie und Mitautor des Papiers, das am 3. Oktober online in den Proceedings der National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wurde "Es ist eine Art bemerkenswertes Ergebnis."
Alle neueren Studien, vom Rover bis zur Spektroskopie, deuten darauf hin, dass der Mars einst ein viel gemäßigteres Klima hatte als seine derzeitige Durchschnittstemperatur von -63 Grad Celsius. Missionen haben trockene Flussbetten, Deltas, erloschene Seen und mehr fotografiert. Bisher war der entscheidende Punkt der Mangel an physischen Beweisen. "Es gibt all diese Ideen, die über einen wärmeren, feuchteren frühen Mars entwickelt wurden", sagt Fischer. "Aber es gibt wertvolle kleine Daten, die sich tatsächlich darauf auswirken." Das heißt, bis jetzt.
Natürlich ist dieser mineralogische Beweis nur ein Punkt - aber es ist ein Punkt näher an der Kenntnis der vollständigen Punktzahl. "Es ist ein Beweis dafür, dass zu Beginn der Marsgeschichte mindestens ein Ort auf dem Planeten in der Lage war, ein erdähnliches Klima für mindestens einige Stunden bis einige Tage aufrechtzuerhalten", sagt John Eiler, Professor für Robert P. Sharp bei Geologie und Professor für Geochemie sowie Mitautor der Arbeit. Der erste Autor ist Itay Halevy, ein ehemaliger Postdoktorand, der jetzt am Weizmann Institute of Science in Israel arbeitet.
Woher kamen diese neuen Beweise? Probieren Sie ALH84001, einen Marsmeteoriten, der 1984 in den Allan Hills der Antarktis entdeckt wurde. Während Wissenschaftler nicht definitiv beweisen können, woher es stammt, wird angenommen, dass ALH84001 einmal mehrere hundert Fuß unter der Marsoberfläche entstanden ist und während eines Aufprallereignisses auf die Erde geblasen wurde. Der Marsmeteorit machte 1996 Schlagzeilen, als kleine Einschlüsse entdeckt wurden, bei denen es sich anscheinend um versteinerte Bakterien handelte. Obwohl der Gedanke an einfache Lebensformen schnell abgeschossen wurde, blieben die Taschen, die Carbonatmineralien enthielten, ein Rätsel.
"Es war teuflisch schwierig, den Prozess zu erarbeiten, bei dem die Carbonatmineralien überhaupt erzeugt wurden", sagt Eiler. Aber es gab unzählige Hypothesen, die alle von der Temperatur abhängen, bei der sich die Carbonate gebildet haben. Einige Wissenschaftler sagen, dass die Mineralien gebildet werden, wenn karbonatreiches Magma abkühlt und kristallisiert. Andere haben vorgeschlagen, dass die Carbonate durch chemische Reaktionen in hydrothermalen Prozessen gewachsen sind. Eine andere Idee ist, dass die Carbonate aus Salzlösungen ausgefällt werden. Die für all diese Prozesse erforderlichen Temperaturen reichen von über 700 Grad Celsius im ersten Fall bis unter dem Gefrierpunkt im letzten. "Alle diese Ideen haben ihre Berechtigung", sagt Eiler.
Das Ableiten der Temperatur kann Wissenschaftlern helfen, zu verstehen, wie die Carbonate entstanden sind. Daher wurde eine Form der Modellierung verwendet, die als Klumpenisotopenthermometrie bezeichnet wird. Es ist so empfindlich, dass es die Körpertemperatur eines Dinosauriers in Bezug auf die Klimageschichte der Erde bestimmen kann. In diesem Fall hat das Team die Konzentrationen der seltenen Isotope Sauerstoff-18 und Kohlenstoff-13 gemessen, die in den Carbonatproben enthalten sind. Carbonat besteht aus Kohlenstoff und Sauerstoff, und während es sich bildet, können sich die beiden seltenen Isotope miteinander verbinden - zusammenklumpen, wie Eiler es nennt. Wenn die Temperatur zunehmend sinkt, machen die Isotope ihr Ding und verklumpen. Inwieweit dies geschieht, hängt direkt mit der Temperatur zusammen. Die von den Forschern gemessene Temperatur - 18 ± 4 Grad Celsius - schließt viele Hypothesen zur Karbonatbildung aus. "Viele Ideen, die da draußen waren, sind weg", sagt Eiler. Zum einen bedeutet die milde Temperatur, dass sich das Carbonat in flüssigem Wasser gebildet haben muss. "Sie können keine Carbonatmineralien bei 18 Grad anbauen, außer aus einer wässrigen Lösung", erklärt er.
Durch diese neuen Informationen wird auch vermutet, dass die Mineralien in den Gesteinshohlräumen unter der Erde entstanden sein könnten. „Als das Wasser verdunstete, vergaste das Gestein Kohlendioxid und die gelösten Stoffe im Wasser wurden konzentrierter. Die Mineralien wurden dann mit gelösten Carbonationen kombiniert, um Carbonatmineralien zu erzeugen, die zurückblieben, als das Wasser weiter verdampfte. “ Ein Gefäß fürs Leben? Nun, die Chancen stehen nicht gut, da flüssiges Wasser nur eine kurze Zeit gedauert hätte - aber es ist ein guter Indikator dafür, dass dieser kostbare Lebensspender einst ein Teil der Marsgeschichte war.
Original-Story-Quelle: Caltech-Pressemitteilung.
