A korai marsi becsapódások megértése egy apró cirkon kristály segítségével

Szerző: Rezes Dániel

Egy híres marsi meteoritban talált 4,45 milliárd éves sokkolt cirkon szemcse szolgáltathat bizonyítékot a fiatal Marsot ért becsapódások jellegéről és a bolygónak az élet számára kedvező időszakáról – számoltak be ausztrál és angol kutatók legújabb, a Science Advances nevű szaklapban megjelent cikkükben. A felfedezés fontos, mivel megváltoztathatja az eddigi elképzeléseinket arról, hogy a Mars mikortól nyújthatott az élet esetleges kialakulása számára megfelelő környezeti feltételeket.

A felfedezést a szakemberek a 2011-ben, Marokkóban talált Northwest Africa (NWA; Északnyugat-Afrika) 7034 nevű meteoritban tették, melyről jelenleg tudományos körökben úgy tartják, hogy az egyik legidősebb marsi meteorit, melyet bolygónk felszínén találtak. A 320 gramm tömegű meteorit jellegzetes fekete színű külső felszíne és vágott felülete után a „Black Beauty” (Fekete Szépség) becenevet kapta. Ezeket a meteoritdarabokat – melyeknek az első felfedezett példánya az NWA 7034 volt – egyedüliként tartjuk számon, mint a Marsról származó regolit breccsa meteoritok. Ezek olyan kőzetek, melyek egy becsapódás hatására szakadtak ki a bolygó felszínét fedő, felaprózódott idősebb kőzetek törmelékeiből álló, regolit elnevezésű képződményből. Ilyen törmelékek például ebben a meteoritban a különböző magmás, impakt olvadék és más breccsák klasztjai.

A „Black Beauty” (Fekete Szépség) becenevű, 320 gramm tömegű Northwest Africa (NWA, Északnyugat-Afrika) 7034 marsi polimikt breccsa meteorit vágott felülete (NASA)

A meteoritban talált, korai marsi kéregből származó, 4,45 milliárd éves cirkon (tetragonális kristályrendszerű cirkónium-szilikát ásvány) kristály olyan tulajdonságokat mutat, melyeket a Földön csak nagy becsapódásoknál keletkező kráterek közelében figyeltek meg ásványszemcséken. Ez arra enged következtetni a kutatók szerint, hogy a Marsot a napjainkban gondoltnál később is érhették jelentősebb becsapódások, melyek megváltoztathatták az esetleges élet számára kedvező időintervallumot. A felfedezés azért is érdekes, mivel az NWA 7034 meteoritban még sosem találtak ilyen nagynyomású sokk-deformációs jelleget mutató ásványszemcsét.

Konyak színű, drágakő minőségű cirkon kristály (1,8×1,5×1,1 cm) az észak-pakisztáni Gilgit település közeléből
(Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0)

Tudományos körökben elfogadott, hogy a Naprendszer kezdeti időszakában a formálódó bolygókat nagy számban érték heves becsapódások. Mivel az NWA 7034 meteoritban ezidáig nem találtak ilyen becsapódásokra utaló nyomokat, a kutatók azt a következtetést vonták le, hogy a Mars esetében ez a meteoritok általi bombázás ~4,48 milliárd évvel ezelőtt lecsillapodott. Ez azt jelenti, hogy a bolygó a képződése után nem sokkal már a kezdetleges élet számára elfogadható volt.

A kutatók 66 cirkon szemcsét vizsgáltak meg, melyek közül csak ez az egy hordozta magán a nagy becsapódásokra jellemző, sokkhatásra bekövetkező szerkezeti deformáció egyik jellemző típusát, a cirkon ikresedését. Ezt a deformációs típust megfigyelték többek között holdi meteoritokban és a dinoszauruszokat kipusztító impaktor (becsapódó test) által létrehozott Chicxulub-kráter képződményeiben is. A vizsgálatok alapján a szemcse egy komplex becsapódásos szerkezet központi kiemelkedéséből származhat, ahol a pillanatnyi nyomásemelkedés mértéke elérte a 20-30 gigapascalt. Fontos eredmény, hogy ez az esemény a Marson a korábban gondoltnál 30 millió évvel később következhetett be, így az élet számára megfelelő körülmények is valamivel később jöhettek létre. Ez a korábbi tanulmányok szerint – melyek a sokk által létrehozott deformációk hiányát vették alapul – már 4,2 milliárd évvel ezelőtt bekövetkezhetett. Ezzel szemben a jelen tanulmány ennek létrejöttét a Marson egykor létező folyékony víz jelenlétének első bizonyítékaira, 3,9 és 3,7 milliárd év közé datálja.

50 mikrométer hosszúságú, sokkhatásra bekövetkezett ikresedést mutató cirkon szemcse az NWA 7034 meteorit darabjában pásztázó elektronmikroszkóp (SEM) visszaszórt elektron (BSE; backscattered electron) módjával készült képén (Cox et al. 2022).

A Mars a jövőben is a nagy impakt események kutatásának tárgya lesz, mivel ezek a becsapódások azok, melyek képesek létrehozni tömeges kihalási eseményeket. Ezen felül a marsi meteoritok segíthetnek megérteni azt, hogy mikor és miképp alakult ki saját bolygónkon az élet.

Források:
[1] https://www.sciencealert.com/the-first-evidence-of-extreme-asteroid-damage-has-been-found-in-a-martian-meteorite
[2] Cox, M. A., Cavosie, A. J., Orr, K. J., Daly, L., Martin, L., Lagain, A., Benedix, G. K., & Bland, P. A. (2022). Impact and habitability scenarios for early Mars revisited based on a 4.45-Ga shocked zircon in regolith breccia. Science Advances, 8(5), eabl7497.
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Northwest_Africa_7034