Potovanje z Zemlje na Mars je dolgotrajno. Ko je NASA 30. julija 2020 izstrelila rover Perseverance na raketi Atlas V, je potreboval skoraj 7 mesecev, da je dosegel rdeči planet. Ti vzorci kamnin bodo na Zemljo potovali še dlje. Celoten proces bo trajal najmanj desetletje. To daje znanstvenikom čas za pripravo na preučevanje izjemno redkih vzorcev z drugega planeta.
V mednarodnem projektu sodelujejo raziskovalci iz ZDA, Nemčije in Južne Koreje ter strokovnjaki Nacionalnega sinhrotronskega svetlobnega vira II (NSLS-II) v okviru Nacionalnega laboratorija Brookhaven. Znanstveniki medtem preučujejo sedimentne vzorce z Islandije, ki zaradi vulkanskega izvora in podnebnih razmer veljajo za dober analog Marsove pokrajine.
Njihove ugotovitve, objavljene v reviji American Mineralogist, nakazujejo, da visokoločljivostne tehnike omogočajo natančnejši vpogled v geološko zgodovino kamnin, tako na Zemlji kot 314 milijonov kilometrov stran.
Islandija je v zadnjih letih postala pomembno naravno okolje za preučevanje geoloških procesov, podobnih tistim na Marsu. Bazalt, glavna vulkanska kamnina na otoku, je prisotna tudi v marsovskih meteoritih ter na območjih, ki jih raziskujeta roverja Curiosity in Perseverance.
Dokazi o nekdanjih ledenikih, rekah in jezerih na Marsu dodatno krepijo povezave med planetoma. Zato so raziskovalci v središče postavili blatne kamnine, drobnozrnate sedimentne strukture, ki so na obeh planetih zelo pogoste.
“To je neverjetna priložnost,” je poudaril Michael Thorpe z Univerze v Marylandu in Nasinega centra Goddard. Dodal je: „Na Marsu raziskujemo minerale, ki ohranjajo sledi starodavne vode, na Islandiji pa odkrivamo mlade sedimente s podobnimi minerali. To govori o geološkem času,“ je pojasnil.
Izziv mikroskopsko majhnih sedimentov
Vzorce iz jugozahodnega dela Islandije so oblikovali ledeniško-fluvialni procesi. Majhnost delcev – pogosto manjših od 4 mikrometrov – predstavlja velik izziv za analizo.
Prejšnje študije teh delcev niso mogle v celoti okarakterizirati. Tokrat so raziskovalci uporabili napredne tehnike: transmisijsko elektronsko mikroskopijo (TEM), praškovno rentgensko difrakcijo (XRD), meritve porazdelitvene funkcije rentgenskih žarkov in rentgensko fluorescenčno mikroskopijo.
Eric Dooryhee iz NSLS-II je povedal: „Ko smo začeli to sodelovanje, se nismo zavedali, kako kompleksna bo ta analiza.“ Dodal je, da so vzorci mešanice kristaliničnih, neurejenih in celo amorfnih materialov, kar zahteva izboljšane metode interpretacije.
Juergen Thieme z Univerze Stony Brook je o elementarni sestavi vzorcev navedel: „Ugotovili smo, da vsako drobno zrno ni bilo sestavljeno samo iz enega elementa ali ene vrste materiala.“ Ekipa je opazila močno prisotnost železa in kalcija, pri čemer se je porazdelitev razlikovala glede na teren.
Skrivnosti, zakopane v starodavnih mineralih
Visokoločljivostne analize so razkrile, da imajo sedimenti kompleksno razvojno pot. Prehajali so skozi številna okolja, izgubljali in pridobivali materiale, spreminjali strukture zaradi temperature, vremena in kemijskih procesov.
Thorpe je pojasnil: „Vsaka od teh faz nam pove drugačen del zgodbe v smislu preperevanja, podnebja in drugih procesov.“ Dodal je, da se raziskovalci pripravljajo na prihod vzorcev z Marsa, ki bodo verjetno vsebovali podobno kombinacijo mineralov in amorfnih materialov.
Marsovski vzorci bodo po prihodu shranjeni v zaprtih kovinskih ceveh. Za analizo bo potrebno prodiranje z visokoenergijskimi rentgenskimi žarki.
Raziskovalci vzporedno iščejo nove lokacije z geološkimi podobnostmi. Thorpe je dejal, da ekipo zanima tudi španski otok Lanzarote, kjer je vulkanska kamnina podobna islandski, vendar deluje v toplejšem in bolj deževnem okolju.
„Morda lahko to podnebje zgodbi na vulkanskem terenu prinese nove značilnosti,“ je poudaril in dodal, da je cilj dvigniti mednarodna sodelovanja in tehnične pristope na višjo raven.
Foto: Unsplash/Martin Jernberg
