Marsjański minerał znaleziony na Antarktydzie

Międzynarodowy zespół badawczy odkrył ślady występowania jarosytu w próbkach lodu wydobytych z rdzeni lodowych na Antarktydzie. W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Nature Communications” opisano, jak doszło do znaleziska i jakie ma ono znaczenie. Zdaniem naukowców, to odkrycie może wesprzeć badania dotyczące przeszłości planety Mars, na której napotkano jarosyt już jakiś czas temu.

31.01.2021Aktualizacja: 08.02.2021Opublikował: RK

Zimne rejony Ziemi, takie jak Antarktyka czy Grenlandia, pokrywa głęboka warstwa lodowa, która narasta powoli z sezonu na sezon. Zimą na te tereny spada gruba warstwa śnieżnego puchu, który z czasem twardnieje i osiada. Wahania temperatur sprawiają, że częściowo topnieje, a potem znów zamarza, tworząc pokład lodowy, by kolejnej zimy został pokryty przez kolejną taką warstwę. Najstarsze warstwy na Antarktydzie, jakie dotąd zarejestrowano, mają niemal 800 tysięcy lat i są głębokie na kilka kilometrów.

Ponieważ warstwa lodu z danego roku jest świadectwem warunków, jakie wtedy panowały, składu wody i powietrza atmosferycznego – stanowi bardzo interesujący przedmiot badań. Badacze wydobywają tak zwane rdzenie lodowe (ang. ice cores), które pozwalają na analizę biochemiczną warstw lodu będących świadectwem różnych czasów.

Wydobyte rdzenie są cennym materiałem do badań przeszłości naszej planety. Tym razem jednak mogą także przysłużyć się do rozumienia przeszłości naszego najbliższego planetarnego sąsiada – Marsa. Grupa europejskich badaczy (przede wszystkim z Włoch) w rdzeniu wydobytym w okolicach Kopuły Talosa (ang. Talos Dome) z głębokości około 1000 metrów znalazła tam niespodziewany minerał – zasadowy wodny siarczan potasu i żelaza nazwany jarosytem.

Jarosyt bardzo rzadko bywa spotykany na naszej planecie. Jeśli już, to znajduje się go w odpadach pokopalnianych wystawionych na działanie powietrza i deszczu. Badacze głębokich pokładów Antarktydy zupełnie nie spodziewali się go spotkać w rdzeniach lodowych, które badali. Kiedy jednak w czasie obserwacji wydobytego rdzenia napotkali żółto-brązowy minerał, od razu wzbudził ich zainteresowanie. Badania przy użyciu promieni Roentgena i mikroskopii elektronowej nie pozostawiły wątpliwości, że napotkany minerał to jarosyt.

Zdaniem badaczy minerał mógł się uformować w kieszeniach lodowych, w których znalazły się też niewielkie ilości pyłu, zawierającego żelazo. Pod zamarzającym lodem doszło do erozji, która przyczyniła się do powstania minerału. Znalezisko przypomina wedle naukowców formę występowania jarosytu na Marsie.

O tym, że na Czerwonej Planecie znajdują się duże ilości jarosytu dowiedzieliśmy się dzięki badaniom prowadzonym przy pomocy łazika marsjańskiego NASA Opportunity. Kiedy po raz pierwszy potwierdzono obecność tego minerału na Marsie, wzbudziło to wśród badaczy wiele emocji, ponieważ już wcześniejsze badania dowiodły, że do powstania jarosytu wymagana jest obecność wody.

Od tego czasu powstawały różne teorie na temat sposobu, w jaki minerał uformował się na planecie, na której dziś panują skrajnie niesprzyjające warunki. Jedne z nich zakładają, że kiedy z Marsa wyparowywała słona woda, zaistniały dobre warunki do powstawania jarosytu. Inne koncepcje wychodzą z założenia, że planeta była kiedyś (przed miliardami lat) pokryta grubą warstwą lodu. Jarosyt powstawał wtedy w lodowych “kieszeniach”. Taki scenariusz jest możliwy, o ile pokrywa lodowa powstawała powoli, a w tym samym czasie nawiewany był na nią pył zawierający odpowiednie minerały. Ostatnia z teorii zyskała uznanie mimo braku możliwości jej sprawdzenia, bowiem podobne zjawisko nigdzie indziej nie zostało zaobserwowane.

Teraz, kiedy jarosyt został znaleziony głęboko w lodzie Antarktydy, teoria pokrywy lodowej staje się zdecydowanie bardziej prawdopodobna. Jest jeszcze tylko jeden szkopuł – w lodzie znaleziono niewielką ilość jarosytu, podczas gdy na Marsie występuje w dużych płytach. Różnica, zdaniem badaczy wynika z tego, że na Marsie pyłu było znacznie więcej, co oznacza, że jarosyt miał z czego powstawać.

Badania źródłowe: The morphology of mineral grains in deep TALDICE investigated through SEM. Credit: Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-020-20705-z

Opracowano na podstawie badan źródłowych oraz:

Artykuł Mineral often found on Mars discovered deep in Antarctic ice opublikowany na portal Phys.org.

https://icecores.org/ - portal amerykańskiej National Science Fundation

http://www.taldice.org/ - portal projektu The TALos Dome Ice CorE