Meteorit nalezený v Alžírsku přepisuje část historie Marsu. Jeho složení nemá mezi známými vzorky obdoby

Mars je ve srovnání se Zemí geologicky zvláštní svět. Zatímco naše planeta je neustále přetvářena pohybem tektonických desek, Mars takovou aktivní deskovou tektoniku nemá. Některé velmi staré horniny proto mohou na jeho povrchu i v jeho nitru přetrvávat téměř nezměněné po miliardy let.

Právě proto mohou být marťanské meteority mimořádně cenným svědectvím o dávné minulosti planety. Jeden z nich nyní vědcům umožňuje nahlédnout do období, o němž dosud měli jen velmi omezené informace.

Meteorit s označením Northwest Africa (NWA) 13441 byl nalezen už v roce 2019 v Alžírsku. Teprve nedávno se však podařilo spolehlivě určit jeho stáří. A výsledek překvapil: hornina vznikla přibližně před 1,27 miliardy let. 

Její význam přitom nespočívá pouze v úctyhodném věku. NWA 13441 totiž svým složením představuje něco, co v souboru dosud známých marťanských meteoritů nemá obdoby.

Chybějící kapitola v dějinách Marsu

Marťanské meteority jsou úlomky hornin, které byly při mohutných impaktech vyvrženy z povrchu Marsu do vesmíru. Některé z nich nakonec zkřížily dráhu Země a dopadly na její povrch, kde je dnes můžeme analyzovat v laboratořích.

Problémem však dlouho bylo, že tento soubor hornin neposkytoval rovnoměrný obraz marťanské geologické historie. V období přibližně mezi 600 miliony a 2,4 miliardy let před současností existovala v dostupných vzorcích obrovská mezera. Vědci sice věděli, že Mars v této době existoval a geologicky se vyvíjel, ale přímých vzorků hornin z některých částí tohoto období měli jen minimum.

Ještě pozoruhodnější je situace u takzvaných shergottitů. Jde o vyvřelé horniny vzniklé z magmatu a zároveň o nejpočetnější skupinu známých marťanských meteoritů. Právě u nich však z uvedeného časového úseku až dosud chyběl jediný známý příklad.

Meteority pocházející z období kolem 1,3 až 1,4 miliardy let sice známe, jde ale o vzácnější typy označované jako chassignity a nakhlity.

NWA 13441 proto představuje důležitý nový bod v dosud neúplné časové ose Marsu. Ukazuje, že horniny typu shergottit mohou pocházet i z období, které bylo z pohledu tohoto druhu materiálu až dosud prakticky neprozkoumané.

Stáří meteoritu ale není tím nejzajímavějším. Výzkumníky překvapilo také samotné složení horniny. NWA 13441 je sice shergottit, zároveň však obsahuje izotopy neodymu, kovu ze skupiny vzácných zemin, který se běžně vyskytuje v chondritech.

Chondrity představují jiný typ meteoritů. Na rozdíl od vyvřelých hornin, které vznikly roztavením a následným ztuhnutím materiálu, jsou tvořeny relativně nezměněným materiálem z raných fází vývoje Sluneční soustavy. Právě proto jsou pro vědce mimořádně cenné: uchovávají informace o podmínkách, které panovaly v době, kdy se před zhruba 4,56 miliardy let Sluneční soustava teprve formovala.

NWA 13441 tak v sobě určitým způsobem kombinuje dvě různé geologické historie. Na jedné straně nese znaky horniny, která vznikla na Marsu roztavením a následným tuhnutím magmatu. Na druhé straně v ní vědci našli izotopové charakteristiky připomínající velmi starý, relativně nezpracovaný materiál z počátků Sluneční soustavy. Právě tato kombinace je podle autorů studie jedním z hlavních důvodů, proč je meteoritu věnována taková pozornost.

Stopy z dávné minulosti

Neobvyklé složení může podle vědců vypovídat o tom, co se odehrávalo hluboko uvnitř mladého Marsu. Naznačuje totiž, že některé hlubší části planety zůstaly od jejího vzniku pozoruhodně málo pozměněné.

Mars se zformoval velmi brzy po vzniku Sluneční soustavy – podle současných představ přibližně pět milionů let poté. Na Zemi by bylo téměř nemožné očekávat, že materiál z tak dávné doby zůstane po miliardy let prakticky nedotčený. Naše planeta je totiž geologicky mimořádně aktivní. Pohyb tektonických desek, vznik a zánik zemské kůry, vulkanismus a další procesy neustále recyklují horniny a přetvářejí její povrch.

Mars nic takového v globálním měřítku nemá. Jeho geologický vývoj proto může uchovávat mnohem starší stopy. NWA 13441 tak může být jakýmsi vzorkem materiálu, který se vytvořil v raných etapách vývoje planety a později byl jen omezeně promíchán s dalšími horninami.

Neznamená to, že konkrétní kus meteoritu vznikl před 4,5 miliardy let. Jeho stáří je přibližně 1,27 miliardy let. Jeho izotopové složení však může nést informaci o mnohem starším materiálu, z něhož se Mars a jeho hlubší struktury kdysi formovaly.

Ještě zajímavější informace přinesla podrobnější analýza izotopů. Jejich poměry mohou podle autorů studie pomoci zpřesnit představy o procesech, které probíhaly v nejranějších fázích vzniku Sluneční soustavy a samotného Marsu.

Vědci přitom předpokládají, že NWA 13441 může pocházet z dosud neprozkoumaného rezervoáru marťanského materiálu. Meteorit tak možná pochází z části Marsu, o níž jsme prostřednictvím meteoritů zatím neměli žádné přímé svědectví.

Tento rezervoár se podle izotopových charakteristik nachází někde mezi dvěma známými typy zdrojů, které jsou u shergottitů označovány jako obohacené a ochuzené. Právě takové rozdíly ve složení mohou vědcům pomoci rekonstruovat, jak se materiál uvnitř mladého Marsu odděloval, tavil, mísil a znovu krystalizoval.

NWA 13441 proto není pouze dalším starým kusem horniny. Může představovat vzorek části Marsu, která se dosud v dostupném souboru meteoritů neobjevila.

Co se na Marsu dělo před více než miliardou let?

Dalším krokem bude pokusit se z meteoritu vyčíst více informací o magmatické a vulkanické aktivitě Marsu. Věk 1,27 miliardy let řadí horninu do období, o němž je přímých vzorků stále velmi málo. Její složení proto může pomoci zjistit, jak se v této době chovaly hlubší části planety a jaké zdroje materiálu se podílely na vzniku magmatu.

Vědci nyní chtějí detailněji porovnávat izotopy obsažené v NWA 13441 s dalšími meteority, které vznikly v raných etapách marťanské historie. Takové srovnání může ukázat, zda má nově objevený meteorit skutečně jedinečný původ, nebo zda je součástí širší skupiny hornin, kterou jsme dosud jednoduše nedokázali rozpoznat.

Příběh NWA 13441 dobře ukazuje, proč mají marťanské meteority pro planetární vědu takový význam. Každý nový vzorek může doplnit další část mozaiky historie planety, jejíž povrch dnes působí jako pustý a dávno neaktivní svět. Uvnitř těchto hornin však mohou být stále uchovány informace o době, kdy byl Mars mladou planetou zmítanou intenzivní geologickou aktivitou.