A Mars ásványösszetétele

A Curiosity ásványtani vizsgálatai a Gale-kráterben a Mars múltjáról árulkodnak. Az évmilliók során az ásványok savanyúsága előbb nőtt, később csökkent.

A NASA Curiosity marsjárója már több mint négy éve vizsgálódik a Gale-kráterben, amint arról portálunkon időről időre beszámoltunk. A kutatás fő célpontja a kráter közepén lévő, 5,5 km magas Aeolis-hegy (Aeolis Mons). Az utóbbi időben a Curiosity már a hegy lejtőjén fölfelé halad, így mérései feltárják az egymásra rakódott kőzetrétegeket, ezáltal pedig a Mars (vagy legalábbis a Gale-kráter és az Aeolis-hegy) geológiai múltját. Az eddig összerakott képet decemberben mutatták be az Amerikai Geofizikusok Szövetsége éves összejövetelén.

A Curiosity 2013 és 2016 között végzett fúrásai helyszínén talált kőzetek ásványösszetétele – bővebb magyarázat a cikkben. (Kép: NASA / JPL-Caltech)

A bemutatott diagram 10 fúrási helyszínen kördiagram formájában jeleníti meg az agyagkő (mudstone) összetételét. A tíz helyszín között a függőleges magasságkülönbség 200 méter. Mindamellett, a diagram nem ad teljes sztratigráfiai (rétegtani) képet, mert a legfelső négy helyszín kivételével a fúrási helyszínek kiválasztása nem rétegtani következetességgel történt, hanem a kutatók a látvány alapján érdekesnek ígérkező köveket fúratták meg a Curiosityvel. A felső négy fúrási helyszínt viszont módszeresen, 25 méter szintkülönbségenként jelölték ki.

A legérdekesebb a minták savanyúságának a változása. Lent a kőzetek kevéssé savanyúak, felfelé haladva a savanyúság előbb nő, majd csökken. Az alsóbb és a felsőbb mintákban meghatározó az agyagok jelenléte (zöld szelet a kördiagramokon), amelyek leginkább semleges kémhatású vízben jönnek létre. A középső helyszíneken alig vannak, vagy egyáltalán nincsenek jelen az agyagásványok. Feltűnik viszont ezeken a helyszíneken a jarosit (jarozit, haroszit) (lila cikkely), amelyik savas kémhatású vízben keletkezik.

A savanyúság hasonlósága ellenére a Yellowknife-öbölben (a diagramon balra lent) és a Murray-tanúhegyek vidékén (jobbra fent) vizsgált minták összetétele eltérő. Más fémeket tartalmaznak, ami arra utal, hogy a kőzetek eltérő mennyiségű oxigén jelenlétében alakultak ki, valószínűleg valahol a környező síkságon, ahonnan az áramló víz a Gale-kráterbe sodorta, ahol beépültek az agyagkőbe. A Murray-tanúhegyek vidékén a kőzetek oxidációs szintje magasabb. A Yellowknife-öbölben viszont sokkal több a bazaltos vulkanikus eredetű kőzet (világosszürke cikkely).

A Murray-formációban a Curiosity a kalcium-szulfát mennyiségének enyhe növekedését mutatta ki, ami arra enged következtetni, hogy az agyagkő összetömörülésekor több volt jelen ebből a sóból. Korábban megállapították, hogy a Yellowknife-öbölben talált Cumberland minta (CB) mintegy 4 milliárd éves lehet. A többi kőzet korát nem becsülték meg, de a földi tapasztalat szerint 200 méter szintkülönbség néhányszor tíz vagy néhány száz millió év korkülönbségnek felel meg. Ez óvatos becslésnek tekinthető, mert figyelembe kell venni azt is, hogy a Marson nincs lemeztektonika és más, a Földre jellemző, heves geológiai folyamatok. Valószínű, hogy a fúrási helyszínek legalább néhányszor tízmillió éves időtartamot fognak át.

A kőzetek savanyúságának változása ellenére a kutatók úgy gondolják, hogy a vizsgált helyszíneken a környezeti viszonyok kedvezőek lehettek a mikrobiális élet számára. Ebből a szempontból különösen érdekesnek tartják az amorf szilícium-dioxid (kova) jelenlétét (kék cikkelyek a fenti diagramon), mert a Földön leggyakrabban ebben az anyagban őrződnek meg a fosszíliák.

A Gale-kráter északi részének keresztmetszete (a képen balra van észak). A marsi kéreg alapkőzete (basement, sötétbarna) alkotja a kráterperemet (balra) és a kráter központi csúcsát (jobbra). Mintegy 3,5 milliárd évvel ezelőtt a folyók hordalékot szállítottak a kráterbe. Ahol gyorsabban áramlott a víz, a kavicsot csak addig szállította, a kráter belsejében kialakuló tóban pedig a homok és iszap ülepedett le. Ahogy egyre több üledék képződött, úgy emelkedett a tó vízszintje, majd később az egészet száraz por temette be. Később az üledék konglomerátummá, homokkővé, agyagkővé és porkővé alakult át. A hegy ma megfigyelhető alakját a szél eróziós munkája alakította ki. (Kép: NASA / JPL-Caltech)

Bár a megfúrt kőzetek mind agyagkövek, ez nem jelenti azt, hogy a Gale-kráterben a teljes geológiai időszakban jelen volt a tó. A kráter egyébként a déli felföldek és az északi mélyföldek határán fekszik, és 1000 km-es környezetében nincs a Mars felszínének mélyebb pontja. Következésképpen valamikor nagy vízgyűjtő területről folyhatott ide a víz, méghozzá hosszú időn keresztül, még akkor is, ha a víz és a csapadék csak időszakosan jelent meg a Marson.

Kapcsolódó cikkek:
Még két év a Gale-kráterben
Oxigéntartalmú ásvány a Marson
Egykori krátertó nyomai a Marson
Mars-kavicsok eredetét árulja el a róluk készült fénykép
Marsi „vízfolyások”
A hegy lábánál

Kapcsolódó linkek:
A Gale-kráter anyagösszetételének alakulása évmilliók alatt (Sky & Telescope)
A NASA JPL sajtóközleménye a Curiosity ásványtani eredményeiről
Curiosity honlap (NASA)
Curiosity honlap (NASA JPL)