Hvor kommer vann fra? Dansk forskergruppe lanserer oppsiktsvekkende teori

<p>Den nye hypotesen åpner altså for at det er langt flere planeter i universet med sjanser for liv enn det vi hittil har antatt.</p>
Den nye hypotesen åpner altså for at det er langt flere planeter i universet med sjanser for liv enn det vi hittil har antatt. Foto: Illustrasjon NASA

Teorien er stikk i strid med en utbredt oppfatning av at vann – og dermed grunnlaget for liv – først dukker opp millioner av år etter planeter blir til.

En liten meteoritt sier mer enn 1000 ord. Den gjemmer i hvert fall på hemmeligheter om det første vannet på Mars.

I en ny studie publisert i tidsskriftet Science Advances har en rekke forskere fra Københavns Universitet framsatt en teori om at det var vann på Mars i de første 90 millioner årene av planetens levetid. Det er mye tidligere enn andre teorier har foreslått.

Resultatene bygger på analyser av en etter hvert verdenskjent meteoritt fra Mars – Black Beauty – som finnes på Geologisk Museum i København.

– Vi kan nå se at vann oppsto da Mars ble til, noe som indikerer at det skjer naturlig på planeter og ikke må komme utenfra, mener medforfatter Martin Bizzarro, som er leder av Center for Star and Planet Formation (Starplan) ved Københavns Universitet.

Bizzarro mener de nye resultatene er oppsiktsvekkende.

Flytter på tidshorisonten

De fleste forskere har ment at vann først ankommer planeter etter at de har blitt dannet.

Det har skjedd ved at asteroider eller kometer har truffet planetene.

Dette har forskerne gjort

I studien frigjorde forskerne små skorpefragmenter fra « Black Beauty» (små objekter i millimeterstørrelse). Her fant de fram til eldgamle krystaller – såkalte zirkonkrystaller. Krystallene indikerer at fragmentene er mer enn 4,45 milliarder år gamle.

Senere analyserte forskerne innholdet av titan i fragmentene. Titan finnes i flere utgaver (isotoper), som kan indikere om det har vært vann til stede da skorpene ble formet.

Forskerne har altså brukt to analyser:

  • En uran-bly-analyse som kan fortelle hvor lang tid det har gått siden zirkonkrystallene ble dannet. Resultatet viser at 4 av zirkonkrystallene ble dannet for 4,476 milliarder år siden, mens 3 andre er litt yngre (ned til 4,429 milliarder år)
  • Dessuten analyserte forskerne den stabile sammensetningen av titanisotoper fra Black Beauty. Analysen viste en overvekt av tunge titanisotoper, og det kan ifølge forskerne bare ha oppstått hvis det har vært nok oksygen til stede på Mars. Derfor må det ha vært vann der, forklarer Martin Bizzarro.


Kilde: Early oxidation of the martian crust triggered by impacts/ Martin Bizzarro

Men slik er det seg altså ikke, ifølge den nye teorien.

– Det innebærer at livet i verdensrommet kan ha hatt bedre vilkår, mener Martin Bizzarro, som mener forskergruppens metoder er velkjente og solide.

50 gram meteoritt er en skattkiste

Den nye hypotesen åpner altså for at det er langt flere planeter i universet med sjanser for liv enn det vi hittil har antatt.

Men hvordan har forskerne funnet ut dette?

Svaret gjemmer seg altså i Black Beauty, en skattkiste på bare 50 gram.

Den lille steinen har en gang sittet fast på Mars, men har ramlet ned på jorden som en meteoritt, og Martin Bizzarro tilgang til den i 2017.

Planethistorie kan studeres i Black Beauty

Og nettopp Black Beauty har vært med på å gi forskerne et unikt innblikk i hvordan Mars ble dannet og fikk sin første skorpe.

I begynnelsen var planeten smeltet, men relativt raskt begynte Mars å kjøle seg ned og bli stabil, slik at skorpen ble dannet.

Forskerne har analysert sammensetningen av stoffer i meteoritten – eller mer presist sammensetningen av isotoper. Ut fra disse analysene konkluderer de med at Mars tidlig ble utsatt for et eller flere kraftige asteroidenedslag.

– Den kinetiske energien fra asteroidenedslagene har frigitt en masse oksygen, og det kan vi nå se i Black Beauty. For å frigi en så stor andel oksygen, må det har vært vann til stede, sier Bizzarro.

For å komme fram til det oppsiktsvekkende resultatet måtte forskerne imidlertid ta 15 gram fra den dyrebare steinen, som kunne knuses for ytterligere analyse.

Solid arbeid

Mars-forsker Kai Finster mener den nye studien er solid.

– Den nye studien rokker ved tidsintervallet for når betingelser for liv har vært etablert på Mars. Og jo lenger tidsintervallet er, jo høyere er sannsynligheten for at liv kan ha oppstått. Derfor er kilden til vann på Mars og de andre planetene virkelig interessant, sier Finster, som er professor ved Institut for Biologi og Stellar Astrophysics Centre ved Aarhus Universitet.

Hardføre krystaller

Zirkonkrystaller er veldig harde – og dermed hardføre – krystaller av mineralet zirkon.

Zirkonkrystaller kan motstå høye trykk og temperaturer, og de er også motstandsdyktige overfor forvitring og erosjon.

Takket være denne hardførheten kan man finne ekstremt gamle zirkonkrystaller – krystallene er det eldste materialet man har funnet på jorden og på Mars.


Kilde: Martin Bizzarro / Rasmus Andreasen/ Denne sten er med til at omskrive Mars’ historie

Arbeidet fortsetter

Det er etter hvert godt dokumentert at Mars for flere milliarder av år siden hadde både elver og sjøer.

Men forskere har diskutert hvordan en kald planet som Mars kunne ha flytende vann.

Men analysen av Black Beauty indikerer at bombardementet med asteroider sendte ut store mengder drivhusgasser i atmosfæren.

– Den CO2-holdige atmosfæren kan ha forårsaket en temperaturstigning som har gitt Mars flytende vann, sier Zhengbin Deng, som er en del av forskningsgruppen Starplan i en pressemelding.

Gruppen arbeider videre med Mars-meteoritten, og om ikke lenge kommer en studie som undersøker de mikroskopiske vannmineralene de har funnet, avslører Martin Bizzarro.

De eldgamle mineralene i Black Beauty er ifølge forskerne uforandret siden de ble dannet for milliarder av år siden. Og derfor har meteoritten vært en viktig kilde til kunnskap om den tidlige historien på Mars.

Fascinerende liten meteoritt

De danske forskerne har fått fatt på i alt 44 gram av Black Beauty. Av dette har 22 gram blitt skåret opp i tynne skiver som skal brukes i ulike forskningsprosjekter. Det er de siste 22 grammene vi ser på bildet. Foto: Fotografi lånt ut av Martin Bizzarro
De danske forskerne har fått fatt på i alt 44 gram av Black Beauty. Av dette har 22 gram blitt skåret opp i tynne skiver som skal brukes i ulike forskningsprosjekter. Det er de siste 22 grammene vi ser på bildet. Foto: Fotografi lånt ut av Martin Bizzarro

Kai Finster ser fram til å følge forskergruppens videre arbeid. Han mener Martin Bizzarro og forskningsgruppen hans er ledende på området. Den eldgamle steinen er fascinerende, mener han.

– Nå har forskerne, via omhyggelig arbeid i et toppmoderne laboratorium, klart å si noe om forholdene på overflaten av Mars. Det er fascinerende, fortsetter Finster.

– Dette er viktig for forståelsen vår av hvordan solsystemet har blitt til. Vann er en veldig viktig faktor for livet på jorden og andre steder, ser Finster.

Artikkelen er først publisert av Forskning.no/Videnskab.dk

Referanse:

Zhengbin Deng mfl.: Early oxidation of the martian crust triggered by impacts, Science Advances, 2020. DOI: 10.1126/sciadv.abc4941

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no. Les originalsaken på videnskab.dk her.

Personvernpolicy