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Nós estamos sozinhos no universo? Bilhões de dólares estão sendo gastos tentando responder a essa pergunta simples. As implicações de encontrar evidências de vida além da Terra são impressionantes. A marca do “antes e depois” pontuaria a história humana.
Marte é atualmente o alvo de exploração mais well-liked para procurar evidências de vida em outros lugares. No entanto, pouco se sabe sobre sua história inicial. Nossa pesquisa sobre um meteorito marciano fornece novas pistas sobre as condições iniciais da superfície do planeta vermelho.
Janelas para o passado
Hoje Marte é frio e inóspito. Mas pode ter sido mais parecido com a Terra e habitável em uma generation passada. As formas de relevo em Marte registram a ação da água de superfície líquida, talvez já há 3,9 bilhões de anos.
Como a Terra, o início de Marte estava sujeito a um bombardeio international de pedaços de rocha e gelo flutuando ao redor do Sistema Sun. Impactos gigantes destroem e criam ambientes favoráveis à vida. Então, para desvendar quando as condições adequadas para a vida podem ter surgido em Marte, temos que rastrear a história da água e dos impactos.
Uma flotilha de rovers e naves espaciais em órbita foi despachada para Marte, com dois Rovers da NASA explorando especificamente crateras de impacto para provas de vidas passadas. Amostras coletadas por rovers serão devolvidas em missões futuras.
Por enquanto, os meteoritos são as únicas amostras de Marte disponíveis para estudo aqui na Terra. Os meteoritos marcianos nascem quando um impacto em Marte ejeta fragmentos rochosos que mais tarde interceptam a órbita da Terra. A maioria dos meteoritos marcianos são rochas ígneas, como o basalto. Um meteorito, NWA 7034, é diferente, pois representa uma amostra rara da superfície de Marte.
Enviando ondas de choque
O meteorito NWA 7034, pesando cerca de 320g, foi encontrado no deserto do noroeste da África e relatado pela primeira vez em 2013. Assinaturas únicas de isótopos de oxigênio revelam sua origem em Marte. Outros meteoritos lançados de Marte durante o mesmo evento já foram encontrados.
NWA 7034 é uma rocha complicada feita de rocha quebrada e fragmentos de minerais chamados “breccia”. Seus vários fragmentos registram diferentes trechos da história marciana.
Minúsculos grãos do mineral zircão ocorrem em NWA 7034. Zircão é um “geocronômetro”, o que significa que registra (e nos revela) quanto pace se passou desde que cristalizou do magma. Estudos prévios de NWA 7034 descobriu que contém os mais antigos zircões conhecidos de Marte – alguns com até 4,48 bilhões de anos.
O zircão é bastante útil para estudar os impactos de meteoritos. Ele preserva os danos microscópicos causados pela passagem de ondas de choque, e esses “grãos de choque” fornecem um registro sólido de impacto. No entanto, nenhum zircônio com dano de choque definitivo havia sido identificado em estudos anteriores do NWA 7034.
NWA 7034 é semelhante a um tipo de rocha sedimentar na Terra chamada conglomerado. Em tais rochas, cada mineral pode ter uma origem diferente. Com isso em mente, começamos a pesquisar grãos de zircão adicionais no NWA 7034 para ver se poderíamos encontrar algum que registrasse evidências de impacto.
Examinamos mais de 60 zircões, mas encontramos apenas um grão chocado. Isso significa que o impacto ocorreu antes que o grão fosse misturado na pilha de fragmentos que se tornou uma rocha.
Reavaliando as linhas do pace de Marte
O tipo de características de choque que encontramos são chamados de “gêmeos de deformação”. Ondas de choque de alta pressão apertam o zircão como um acordeão. Esse processo pode reorganizar átomos dentro do cristal, para formar um “gêmeo” duplicado de zircão, que podemos detectar.
Nós determinamos o zircão cristalizou há 4,45 bilhões de anos, tornando-o um dos mais antigos zircões conhecidos de Marte – ainda mais antigo que o pedaço mais antigo conhecido da Terra (também um zircão).
Não sabemos em que tipo de rocha o zircão chocado se formou originalmente. A rocha hospedeira ígnea unique foi dilacerada durante impactos em Marte. O zircão é um fragmento quebrado de um grão maior misturado com a matriz do meteorito.
No entanto, sabemos onde são feitos zircões chocados como este. Na Terra, zircões chocados com gêmeos de deformação são encontrados apenas em crateras de impacto. Além disso, eles ocorrem em todos os maiores ataques de asteróides da Terra.
Zircões com características de choque foram encontrados em Vredefort na África do Sul, Sudbury no Canadá e Chicxulub no México. A cratera mexicana se formou há cerca de 65 milhões de anos e tem sido associada à extinção dos dinossauros. Nesse caso, os zircões chocados foram um produto de um impacto grande o suficiente para causar uma extinção em massa.
Estudos anteriores citaram a ausência de características de choque no zircão do NWA 7034 para indicar um declínio nos impactos catastróficos em Marte em 4,48 bilhões de anos. Foi ainda proposto que as condições habitáveis existiam a partir de 4,2 bilhões de anos atrás.
No entanto, o zircão chocado que encontramos cristalizou há 4,45 bilhões de anos. O evento de choque teria que ter ocorrido pelo menos 30 milhões de anos depois que Marte supostamente parou de ser bombardeado.
Quando exatamente foi o impacto?
Embora determinar a idade precisa do impacto seja difícil, a geoquímica estudos de NWA 7034 revelam que seus principais componentes estavam sujeitos a impactos de meteoritos antes de aproximadamente 4,3 bilhões de anos atrás. Nesse cenário, o zircão pode ter sido chocado durante esse período, algo entre 4,3 e 4,45 bilhões de anos atrás.
Alternativamente, pode ter se formado mais recentemente, mas antes de um declínio na taxa de impactos antes de 3 bilhões de anos atrás. Ambos relevos e minerais aquosos defendem as primeiras águas superficiais em Marte, possivelmente entre 3,9 e 3,7 bilhões de anos atrás. Este pode ser o melhor indicador para quando existiam condições habitáveis.
Nossas descobertas levantam novas questões sobre a história do impacto inicial de Marte. Determinar a origem do zircão chocado e o pace do impacto fornecerá um melhor contexto para interpretar a história do planeta conforme arquivada no meteorito NWA 7034 – e potencialmente um prazo para quando as condições para a vida possam ter surgido.
Este artigo de Aaron J. CavosiePesquisador Sênior, Universidade Curtine Morgan CoxGeólogo, Universidade Curtin é republicado de A conversa sob uma licença Inventive Commons. Leia o artigo unique.
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