Meteorit weist auf Wasser auf dem alten Mars hin

Ein Meteorit enthält Hinweise auf flüssiges Wasser auf dem Mars vor 742 Millionen Jahren, berichten Forscher.

Vor 11 Millionen Jahren schlug ein Asteroid auf dem Mars ein und schleuderte Teile des roten Planeten durch den Weltraum. Einer dieser Marsbrocken stürzte schließlich irgendwo in der Nähe der Purdue University auf die Erde und ist einer der wenigen Meteoriten, die direkt auf den Mars zurückgeführt werden können.

Dieser Meteorit wurde 1931 in einer Schublade der Purdue University wiederentdeckt und erhielt daher den Namen Lafayette-Meteorit.

Bei frühen Untersuchungen des Lafayette-Meteoriten entdeckten Wissenschaftler, dass er auf dem Mars mit flüssigem Wasser interagiert hatte. Wissenschaftler haben sich schon lange gefragt, wann diese Wechselwirkung mit flüssigem Wasser stattfand.

Forscher haben kürzlich das Alter der Mineralien im Lafayette-Meteoriten bestimmt, die sich bei flüssigem Wasser bildeten. Die Ergebnisse erscheinen in Geochemische Perspektivenbriefe.

Marissa Tremblay, Assistenzprofessorin am Fachbereich Erd-, Atmosphären- und Planetenwissenschaften (EAPS) der Purdue University, ist die Hauptautorin dieser Veröffentlichung. Sie verwendet Edelgase wie Helium, Neon und Argon, um die physikalischen und chemischen Prozesse zu untersuchen, die die Oberflächen der Erde und anderer Planeten formen. Sie erklärt, dass einige Meteoriten vom Mars Mineralien enthalten, die durch die Wechselwirkung mit flüssigem Wasser noch auf dem Mars entstanden sind.

„Die Datierung dieser Mineralien kann uns daher Aufschluss darüber geben, wann es in der geologischen Vergangenheit des Planeten flüssiges Wasser auf oder in der Nähe der Marsoberfläche gab“, sagt sie.

„Wir haben diese Mineralien im Marsmeteoriten Lafayette datiert und festgestellt, dass sie sich vor 742 Millionen Jahren gebildet haben. Wir glauben nicht, dass es zu diesem Zeitpunkt reichlich flüssiges Wasser auf der Marsoberfläche gab. Stattdessen gehen wir davon aus, dass das Wasser aus dem Schmelzen von nahe gelegenem Untergrundeis namens Permafrost stammte und dass das Schmelzen des Permafrosts durch magmatische Aktivität verursacht wurde, die bis zum heutigen Tag immer noch regelmäßig auf dem Mars auftritt.“

In der neuen Arbeit zeigt ihr Team, dass das für die Zeitmessung der Wasser-Gesteins-Wechselwirkung auf dem Mars ermittelte Alter robust war und dass der verwendete Chronometer nicht von Dingen beeinflusst wurde, die Lafayette widerfuhren, nachdem er in Gegenwart von Wasser verändert wurde.

„Das Alter könnte durch den Einschlag beeinflusst worden sein, der den Lafayette-Meteoriten vom Mars schleuderte, durch die Erhitzung, die Lafayette während der 11 Millionen Jahre, in denen er im Weltraum schwebte, erlebte, oder durch die Erhitzung, die Lafayette erlebte, als es auf die Erde fiel und ein wenig verglühte.“ in der Erdatmosphäre“, sagt sie. „Aber wir konnten zeigen, dass keines dieser Dinge das Alter der Wasserveränderung in Lafayette beeinflusste.“

Ryan Ickert, leitender Forschungswissenschaftler bei Purdue EAPS, ist Mitautor des Papiers. Er nutzt schwere radioaktive und stabile Isotope, um die Zeitskalen geologischer Prozesse zu untersuchen. Er zeigte, dass andere Isotopendaten (die früher zur Schätzung des Zeitpunkts der Wasser-Gesteins-Wechselwirkung auf dem Mars verwendet wurden) problematisch waren und wahrscheinlich durch andere Prozesse beeinflusst wurden.

„Dieser Meteorit weist eindeutig darauf hin, dass er mit Wasser reagiert hat. Das genaue Datum hierfür war umstritten und unsere Veröffentlichung datiert, wann Wasser vorhanden war“, sagt er.

Ursprungsgeschichte

Dank der Forschung ist einiges über die Entstehungsgeschichte des Lafayette-Meteoriten bekannt. Es wurde vor etwa 11 Millionen Jahren durch einen Einschlag von der Marsoberfläche geschleudert.

„Wir wissen das, weil der Meteorit nach seinem Auswurf vom Mars einer Bombardierung durch kosmische Strahlungsteilchen im Weltraum ausgesetzt war, die zur Bildung bestimmter Isotope in Lafayette führte“, sagt Tremblay. „Viele Meteoroiden entstehen durch Einschläge auf dem Mars und anderen Planetenkörpern, aber nur eine Handvoll wird letztendlich auf die Erde fallen.“

Aber sobald Lafayette die Erde erreicht, wird die Geschichte etwas unklar. Es ist mit Sicherheit bekannt, dass der Meteorit 1931 in einer Schublade der Purdue University gefunden wurde. Wie er dorthin gelangte, ist jedoch immer noch ein Rätsel. Tremblay und andere machten in einer kürzlich erschienenen Veröffentlichung Fortschritte bei der Erklärung der Geschichte der Zeitachse nach der Erde.

„Wir verwendeten organische Schadstoffe von der Erde, die auf Lafayette gefunden wurden (insbesondere Pflanzenkrankheiten), die in bestimmten Jahren besonders häufig auftraten, um einzugrenzen, wann der Meteoriteneinschlag stattgefunden haben könnte und ob der Meteoriteneinschlag möglicherweise von jemandem beobachtet wurde“, sagt Tremblay.

Zeitkapsel

Meteoriten sind feste Zeitkapseln von Planeten und Himmelskörpern aus unserem Universum. Sie tragen Datenbits mit sich, die von Geochronologen entschlüsselt werden können. Sie unterscheiden sich von Gesteinen, die auf der Erde zu finden sind, durch eine Kruste, die sich bei ihrem Abstieg durch unsere Atmosphäre bildet, und bilden oft einen feurigen Eingang, der am Nachthimmel sichtbar ist.

„Wir können Meteoriten identifizieren, indem wir untersuchen, welche Mineralien in ihnen vorhanden sind und welche Beziehungen zwischen diesen Mineralien im Meteoriten bestehen“, sagt Tremblay.

„Meteoriten sind oft dichter als Erdgesteine, enthalten Metall und sind magnetisch. Wir können auch nach Dingen wie einer Fusionskruste suchen, die sich beim Eintritt in die Erdatmosphäre bildet. Schließlich können wir die Chemie von Meteoriten (insbesondere ihre Sauerstoffisotopenzusammensetzung) nutzen, um einen Fingerabdruck dafür zu erhalten, von welchem ​​Planetenkörper sie stammen oder zu welcher Meteoritenart sie gehören.“

Die Datierung der Alterationsmineralien in Lafayette und allgemeiner in dieser Klasse von Meteoriten vom Mars, den sogenannten Nakhliten, war ein langfristiges Ziel der Planetenforschung, da Wissenschaftler wissen, dass die Alteration in Gegenwart von flüssigem Wasser auf dem Mars stattfand. Diese Materialien sind jedoch besonders schwer zu datieren, und frühere Versuche, sie zu datieren, waren entweder sehr unsicher und/oder wahrscheinlich durch andere Prozesse als die Wasserveränderung beeinflusst.

„Wir haben eine robuste Methode zur Datierung von Alterationsmineralien in Meteoriten aufgezeigt, die auf andere Meteoriten und Planetenkörper angewendet werden kann, um zu verstehen, wann flüssiges Wasser vorhanden sein könnte“, sagt Tremblay.

Weitere Forscher vom Scottish Universities Environmental Research Centre (SUERC), dem Department of Earth and Environmental Science der University of St Andrews, der School of Geographical and Earth Sciences der University of Glasgow und der School of Earth Sciences der University of Bristol und die Science Group am Natural History Museum in London trugen zu der Arbeit bei.

Quelle: Purdue University