Ett avsnitt av ALH84001 Mars-meteoriten. Bildkredit: NASA / JPL. Klicka för att förstora
Den nuvarande medeltemperaturen på ekvatorn på Mars är en blastigt -69 grader Fahrenheit. Forskare har länge tänkt att den röda planeten en gång var tempererad nog för att vatten hade funnits på ytan och kanske för att livet skulle ha utvecklats där. Men en ny studie av MIT och Caltech-forskare ger denna idé den kalla axeln.
I 22 juli-numret av tidskriften Science rapporterar MIT-biträdande professor Benjamin Weiss och California Institute of Technology doktorand David Shuster att deras studier av martiska meteoriter visar att åtminstone flera stenar som ursprungligen låg nära Mars ytan har frysit kallt i 4 miljarder år.
Deras arbete är en ny metod för att extrahera information om det förra klimatet i Mars genom att studera martiska meteoriter.
I själva verket tyder bevisen på att Mars under de senaste fyra miljarder åren aldrig har varit tillräckligt varmt för att flytande vatten har flödat på ytan under en längre tid. Mars har därför förmodligen aldrig haft en miljö gästfri för utvecklingen av livet - såvida inte livet kom igång under de första halva miljarder åren av dess existens, då planeten troligen var varmare.
Arbetet omfattar två av de sju kända "nakhlite" -meteoriterna (uppkallad efter El Nakhla, Egypten, där den första sådana meteoriten upptäcktes), och den berömda ALH84001-meteoriten som vissa forskare tror visar bevis på mikrobiell aktivitet på Mars. Med hjälp av geokemiska tekniker rekonstruerade Shuster och Weiss en "termisk historia" för var och en av meteoriterna för att uppskatta de maximala medeltemperaturerna på lång sikt som de utsattes för.
"Vi tittade på meteoriter på två sätt," sade Weiss, från MIT: s avdelning för jord, atmosfär och planetariska vetenskaper. "Först utvärderade vi vad meteoriterna kunde ha upplevt under utkastet från Mars för 11 till 15 miljoner år sedan, för att sätta en övre gräns för temperaturerna i värsta fall för chockuppvärmning."
De drog slutsatsen att ALH84001 aldrig kunde ha upphettats till en temperatur högre än 650 grader Fahrenheit under ens en kort tid under de senaste 15 miljoner åren. Det var osannolikt att nakhliterna, som visar mycket litet bevis för chockskador, hade varit över kokpunkten för vatten under utkastet för 11 miljoner år sedan.
Dessa temperaturer är fortfarande ganska höga, men forskarna tittade också på bergens långsiktiga termiska historia på Mars. För detta uppskattade forskarna den totala mängden argon som fortfarande finns kvar i proverna med hjälp av data som tidigare publicerats av två team vid University of Arizona och NASA: s Johnson Space Center.
Argongas finns i meteoriterna såväl som i många stenar på jorden som en naturlig följd av det radioaktiva förfallet av kalium. Som en ädelgas är argon inte särskilt kemiskt reaktivt, och eftersom sönderfallshastigheten är exakt känd, har geologer i flera år daterat bergarter genom att mäta deras argoninnehåll.
Argon är emellertid också känt för att ”läcka” ur bergarter med en temperaturberoende hastighet. Detta innebär att om argonet som finns kvar i klipporna mäts kan en slutsats göras om den maximala värmen som berget har utsatts sedan argon först gjordes. Ju svalare berget har varit, desto mer argon har den behållit.
Shuster och Weiss analys fann att endast en liten bråkdel av argon som ursprungligen producerades i meteoritproverna har tappats genom eonerna. ”Den lilla mängden argonförlust som uppenbarligen har ägt rum i dessa meteoriter är anmärkningsvärt. Hur som helst vi tittar på det, dessa stenar har varit kalla under mycket lång tid, säger Shuster. Deras beräkningar tyder på att den martiska ytan har varit i djupfrysning under de flesta av de senaste fyra miljarder åren.
”Temperaturhistorierna för dessa två planeter är verkligen olika. På jorden kunde du inte hitta en enda sten som har varit under jämn rumstemperatur så länge, säger Shuster. Meteoriten ALH84001 kunde faktiskt inte ha varit över frysning i mer än en miljon år under de senaste 3,5 miljarder åren av historien.
"Vår forskning betyder inte att det inte fanns fickor isolerat vatten i geotermiska källor under långa perioder, men antyder istället att det inte fanns stora områden med fristående vatten i fyra miljarder år.
”Våra resultat tycks innebära att ytfunktioner indikerar närvaro och flöde av flytande vatten som bildats under relativt korta tidsperioder,” säger Shuster.
På en positiv anmärkning för astrobiologi säger Weiss dock att den nya studien inte gör något för att motbevisa teorin om "panspermia", som säger att livet kan hoppa från en planet till en annan av meteoriter. Medan han var vid Caltech som forskarstuderande för flera år sedan, visade Weiss och hans övervakande professor, Joseph Kirschvink, att mikrober verkligen kunde ha rest från Mars till jorden i hårfalsfrakturerna av ALH84001 utan att förstöras av värme. I synnerhet innebär det faktum att nakhliterna aldrig har upphettats över cirka 200 grader Fahrenheit att de inte värmesteriliserades under utkast från Mars och överföring till Jorden.
Detta arbete sponsrades av NASA och National Science Foundation.
Originalkälla: MIT News Release
