شهاب سنگ نادر مریخی 4.1 میلیارد ساله سرنخ هایی از گذشته باستانی سیاره را فاش می کند

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

دانشمندان دانشگاه نیومکزیکو نقش کلیدی در شناسایی یک شهاب سنگ مریخی نادر با قدمت 4.1 میلیارد ساله داشته اند که شواهد جدیدی ارائه می دهد که نشان می دهد سیاره سرخ ممکن است زمانی محیط مرطوب تر و شبیه زمین داشته باشد.

این کشف با عنوان "شهاب سنگ مریخی که ≳4.1 میلیارد سال پیش از پوسته و گوشته اولیه مریخ نمونه برداری کرد" و در مجله Science منتشر شد، نگاهی بی سابقه به اولین تاریخ زمین شناسی مریخ ارائه می دهد که می تواند به هدایت اکتشافات آینده این سیاره کمک کند.

کارل ایگی، دانشمند، مدیر و متصدی مؤسسه شهاب‌شناسی UNM (IOM)، مدت‌هاست که منشا و تکامل فضاهای داخلی سیاره‌ها و تمایز آن‌ها را مطالعه کرده است. پس از دریافت نمونه‌های شهاب‌سنگ بازیابی شده از صحرای صحرا، او شروع به بررسی یکی از آنها کرد که اکنون به نام Teghaza 001 (Teg 001) شناخته می‌شود و ویژگی‌های بافتی، کانی‌شناسی و ترکیبی غیرعادی را که معمولا در شهاب‌سنگ‌های مریخ دیده نمی‌شود، تشخیص داد. این ویژگی‌ها تا حدودی شبیه به یکی دیگر از سنگ‌های مریخی معروف دیگری بود که Agee مورد مطالعه قرار گرفت، بلک بیوتی، یک شهاب سنگ غنی از آب که به پوسته مریخ مرتبط است.

تجربه Agee در تجزیه و تحلیل و توجه به چیزی غیرعادی در این نمونه منجر به کارآگاهی علمی بیشتر برای پیگیری این معما شد. با استفاده از میکروکاوشگر الکترونی UNM و قابلیت های تجزیه و تحلیل ایزوتوپ اکسیژن در مرکز UNM برای ایزوتوپ های پایدار، Agee و همکار Karen Ziegler، دانشمند IOM و استاد پژوهش در گروه زمین و علوم سیاره ای، شهاب سنگ را با دقت بیشتری مورد بررسی قرار دادند و سطوح بالایی را شناسایی کردند که آن را از گونه های معمولی متمایز می کرد. محصول جانبی حیات میکروبی

ایگی که فکر می‌کرد این شهاب‌سنگ ممکن است چیز خاصی باشد، گفت: «من متوجه شدم که این شهاب‌سنگ کمی شبیه به Black Beauty است، نه دقیقا، اما از نظر مقادیر ایزوتوپ اکسیژن به آن شباهت دارد. من به صورت میکروسکوپی به آن نگاه کردم و حوزه‌هایی را در آن یافتم که سطوح بالایی از اکسید منگنز داشتند، ترکیبی که در مریخ توسط مریخ نوردها به عنوان شاخصی از محیط‌های مساعد برای حیات جستجو می‌شد.

تخصص UNM در شناسایی و تجزیه و تحلیل شهاب سنگ به آغاز یک تلاش تحقیقاتی کمک کرد که یک کشف علمی سیاره‌ای قابل توجه را به همراه داشت. این یافته ها منجر به همکاری با دانشمندان آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا، بخش زمین شناسی و تاسیسات تحلیلی علوم سیاره ای Caltech، بخش زمین، سیاره و علوم فضایی UCLA و دانشکده علوم زمین و آب و هوا دانشگاه مین شد.

دانشمندان، از جمله یانگ لیو ناسا JPL، که تحقیقاتش بر روی سنگ‌ها و خاک‌های فرازمینی با استفاده از روش‌های ریزپرتو متمرکز است، همراه با دانشمندان در Caltech، آزمایش‌های بیشتری انجام دادند و کریستال‌های ریز زیرکون را کشف کردند که امکان سن‌یابی سنگ‌های آذرین را فراهم می‌کند. لیو با استفاده از آنالیزهای سن اورانیوم-سرب برای تعیین تاریخ بلورهای ریز زیرکون، قدمت این شهاب سنگ را 4.1 میلیارد سال تعیین کرد که آن را به قدیمی‌ترین سنگ گدازه‌ای شناخته شده مریخ تبدیل کرد که تا به امروز شناسایی شده است.

ایگی می‌گوید: "قسمت‌های کمی در Black Beauty وجود دارد که تقریبا در آن سن هستند، اما کل شهاب‌سنگ خود ترکیبی از انواع مختلف سنگ است. Teghaza 001 تنها یک نوع سنگ سالم است و 4.1 میلیارد سال یا بیشتر قدمت دارد، بنابراین شگفت‌انگیز بزرگی بود." این قدیمی‌ترین سنگ آذرین مریخی است که تا به حال با حاشیه بسیار زیادی پیدا شده است، اما علاوه بر آن، به نظر می‌رسد که این سرنخ‌ها در ترکیب آن وجود دارد که نشان می‌دهد در محیطی بوده است که مایعات و آب در آن جریان داشته است.»

بر خلاف اکثر شهاب سنگ های مریخی که صدها میلیون سال پیش شکل گرفته اند، Teg 001 مربوط به مراحل اولیه شکل گیری سیاره است. ترکیب آن از یک نوع سنگ منفرد تشکیل شده است، بر خلاف سایر شهاب‌سنگ‌های مریخی شناخته‌شده مانند بلک بیوتی، که نگاهی اجمالی به مریخ و فرصتی نادر برای مطالعه پوسته باستانی این سیاره و تکامل زمین‌شناسی ارائه می‌دهد.

یکی از مهم ترین یافته های این کشف شواهدی است که نشان می دهد این شهاب سنگ میلیاردها سال پیش با سیالات سطح مریخ برهم کنش داشته است. ترکیب غیرمعمول ایزوتوپ اکسیژن و مواد معدنی تغییر یافته نشان می دهد که مریخ در اوایل زندگی سیاره، شرایط محیطی به طور چشمگیری متفاوت از سیاره سرد و خشک امروزی را تجربه کرده است. این یافته‌ها از نظریه‌هایی حمایت می‌کنند که در طول دهه‌ها ایجاد شده‌اند مبنی بر اینکه مریخ زمانی دارای محیط گرم‌تر، مرطوب‌تر و از نظر زمین‌شناسی پویاتر بوده است.

ما همچنین این ایزوتوپ‌های اکسیژن غیرعادی و این حوزه‌ها را داشتیم که سطوح منگنز بالایی داشتند. همه این‌ها با این مطابقت داشت که مربوط به زمانی در مریخ بود، از همان ابتدا که محیط مریخ با زمانی که بیشتر شهاب‌سنگ‌های مریخی که ما می‌بینیم در آن شکل گرفتند و فوران کردند، چند صد میلیون سال پیش، که احتمالا یک نمونه در مریخ از یک محیط خشک شده بود، متفاوت بود. بیشتر شبیه زمین بود."

دوره زمانی روی مریخ که بیشتر شبیه به زمین بود، دوره پیش از نوآش، قدیمی ترین دوران زمین شناسی، تقریبا 4.5 تا 4.1 میلیارد سال پیش نامیده می شود. اگر زندگی در سیاره سرخ وجود داشت، این دورانی بود که ممکن بود. همراه با شواهدی از آب، این کشف فرصت دیگری را برای دانشمندان فراهم می‌کند تا محیط‌هایی را بررسی کنند که ممکن است زمانی حیات را پشتیبانی کرده باشند.

ایگی می گوید: «اگر روی مریخ، روی سطح، حیات فراوانی وجود داشته باشد، که در برخی از زیر سطحی ها جدا نشده باشد، آن زمانی است که شما به آن نگاه می کنید، یعنی دوره پیش از نوآش. "این اولین زمان است، و آن زمانی بود که شاید مریخ هنوز یک میدان مغناطیسی داشت، و در برابر تشعشعات محافظت می‌شد، و آب‌های سطحی وجود داشت. جو متراکم‌تری وجود داشت. اگر حیات بدوی در مریخ فراوان بود، آن زمان به احتمال زیاد رخ داده است."

از آنجایی که Teg 001 از نظر شیمیایی و زمین‌شناسی از سایر شهاب‌سنگ‌های مریخی متمایز است، که بیشتر آنها تقریبا 200 میلیون سال قدمت دارند، دانشمندان بر این باورند که ممکن است از منطقه‌ای از مریخ که قبلا کمتر معرفی شده بود، سرچشمه گرفته باشد، منطقه‌ای که مریخ‌نورد هنوز در آن کاوش نکرده است. Agee و همکارانش در مقاله علمی خود از داده‌های سنجش از دور مداری برای شناسایی مکان‌های احتمالی در مریخ استفاده کردند که با ترکیب شهاب‌سنگ مطابقت دارد، که چندین مورد از آنها منشأ Teg 001 را در ارتفاعات جنوبی باستانی مریخ قرار می‌دهند.

ایگی گفت: "این فقط یک شهاب سنگ است. مانند بیرون رفتن، بازگشت به گذشته و جدا کردن یک تکه از رخنمون 4 میلیارد سال پیش در مریخ است، و پس از آن ما این نمونه از آنچه در واقع اتفاق می افتاد را داریم." "به همین دلیل است که چنین نمونه ارزشمندی است. ما قبلا چنین نمونه ای را پیدا نکرده بودیم.

هیجان‌انگیزترین بخش در مورد این یافته، قدمت آن است، به علاوه تغییر در شهاب‌سنگ که نشان می‌دهد در محیطی شبیه زمین بوده است، با سیالاتی که روی سطح جریان دارند و آتشفشان‌هایی که سیستم‌های گرمابی ایجاد می‌کنند. آب‌های سطحی و غیره وجود دارد.

شناسایی منبع بالقوه آن می تواند به دانشمندان کمک کند تا تعیین کنند که فرودگرها، مریخ نوردها یا ماموریت های بازگشت نمونه در آینده باید پوسته باستانی سیاره را بررسی کنند. این کشف همچنین میزان ناشناخته‌های موجود در مورد تنوع زمین‌شناسی مریخ را تقویت می‌کند.

ایجی می‌گوید: «اینطور نیست که خیلی رایج باشد، بنابراین نه تنها باستانی است و نوع متفاوتی از محیط را در زمان متفاوتی در مریخ نمونه‌برداری می‌کند، بلکه نمونه‌های دیگری مانند آن نداریم». "احتمال بسیار اندک یا تقریبا غیرممکن است که ما به زودی چنین مورد دیگری را دریافت کنیم."

یانگ لیو و همکاران، یک شهاب سنگ مریخی که ≳4.1 میلیارد سال پیش شکل گرفت، از پوسته و گوشته اولیه مریخ نمونه برداری کرد، Science (2026). DOI: 10.1126/science.adz5646

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →