Kaasusta kiveksi – mitä Marsissa tapahtui?

Naapuriplaneettamme Mars on kuiva, kylmä ja kenties kuollut maailma, mutta kuten täällä meilläkin ”ennen oli kaikki paremmin”. Nuoruudessaan punainen planeetta oli vetinen, leuto ja mahdollisesti elävä maailma. Siinä välissä tapahtui jotain, mikä muutti Marsin. Keskeisenä tekijänä on jo pitkään pidetty tiheän, suurimmaksi osaksi hiilidioksidista koostuneen kaasukehän katoamista. Marsilla on yhä kaasukehä ja se on yhä melkein pelkästään hiilidioksidia, mutta se on hyvin harva: paine planeetan pinnalla on suunnilleen sama kuin Maan ilmakehässä 40 kilometrin korkeudessa. Kaasukehässä muinoin ollut vesihöyry on hajonnut vedyksi ja hapeksi, jotka ovat karanneet avaruuteen. Kauan sitten Marsin sula tai ainakin osittain sula ydin jähmettyi, magneettikenttä katosi ja aurinkotuuli pääsi puhaltamaan suoraan kaasukehään. Näin tiedetään tapahtuneen, koska samaa tapahtuu edelleen. Vuosimiljardien takaisessa tiheässä kaasukehässä olleen hiilidioksidin on arveltu sitoutuneen Marsin muinaisiin järviin ja mahdolliseen valtamereen, ja muodostaneen karbonaattimineraaleja. Ongelmana on se, että Marsista ei ole löydetty karbonaatteja niin runsaasti kuin niitä pitäisi olla – jos sitoutumisteoria pitäisi kutinsa. Siksi myös hiilidioksidin on arveltu kadonneen avaruuteen. Tällä viikolla Nature Communications -verkkolehdessä julkaistussa tutkimuksessa Tim Tomkinsonin johtama ryhmä raportoi ensimmäisen kerran suorista todisteista, että Marsissa on todella tapahtunut hiilidioksidin sitoutumista mineraaleihin. Tutkimuksessa olivat mukana Scottish Universities Environmental Research Centre -ympäristöntutkimuskeskus ja Glasgow’n yliopisto sekä Lontoon Luonnonhistoriallinen museo, jonka kokoelmissa on kappale Marsia.
Tutkijoiden tarkastelun kohteena on ollut Lafayette-niminen meteoriitti, joka on peräisin punaiselta planeetalta. Kivenmurikka on löytynyt Tippecanoesta Yhdysvalloista, mutta sen tarkkaa löytöpaikkaa tai -aikaa ei tunneta. Kivi oli Purduen yliopiston kokoelmissa, kun O. Farrington tunnisti sen meteoriitiksi vuonna 1931. Lafayetten meteoriitti painaa 800 grammaa ja se luokitellaan nakliitiksi, sillä koostumukseltaan se muistuttaa Nakhlan lähelle Egyptiin vuonna 1911 pudonneen kivisateen kappaleita. Tutkittu meteoriitti on jähmettynyt kivisulasta noin 1,3 miljardia vuotta sitten ja se päätyi Marsin pintaan osuneen törmäyksen viskaamana avaruuteen 11 miljoonaa vuotta sitten. Tutkijat totesivat, että meteoriitissa esiintyvä sideriitti-niminen hiilipitoinen mineraali on peräisin ”hiilihapotuksesta”: kun vesi ja siihen sitoutunut hiilidioksidi ovat reagoineet oliviini-mineraalin kanssa, osa oliviinista on korvautunut sideriittikiteillä.
Lafayette-meteoriitista tehty ohuthie näyttäytyy vääräväri- ja röntgenkuvan yhdistelmässä kirjavana mosaiikkina: vihreä on piitä, punainen rautaa ja sininen kalsiumia. Turkoosina erottuvan oliviinin on korvannut paikoin oranssina näkyvä sideriitti. Vihreät juovat ovat savimineraalijuonia. Kuvan leveys on 124 mikrometriä. Koska meteoriitin kiviaines on ollut sulassa muodossa noin 1,3 miljardia vuotta sitten, korvautumisen on täytynyt tapahtua sen jälkeen. Havainto ei siis suoraan kerro siitä, mitä tapahtui neljä miljardia vuotta sitten, kun Marsin kaasukehä ”katosi”, mutta se osoittaa, että hiilidioksidia todella on sitoutunut Marsin kiviin. Ja kun muinaisessa Marsissa sekä vettä että hiilidioksidia oli paljon enemmän kuin nykyisin – tai 1,3 miljardia vuotta sitten – korvautuminen oli todennäköisesti paljon laajamittaisempaa. Tulokset ovat merkittäviä paitsi Marsin menneisyyden myös mahdollisesti Maan tulevaisuuden kannalta. Kasvihuoneilmiötä voimistavan ilmakehän hiilidioksidin sitomista mineraaleihin on kaavailtu yhdeksi keinoksi hidastaa ilmaston lämpenemistä. Marsin kaasukehän kohtalo osoittaa, että hiilidioksidin sitoutuminen on mahdollista globaaleissa mitoissa, mutta on eri asia, onnistuuko se ihmiskunnalta.

Juttuja samasta aiheesta