Marte și-a luat crusta rapid

Marte a fost o planetă complet formată – scoarță și tot – în doar 20 de milioane de ani de la nașterea sistemului solar. Această formare rapidă înseamnă că Planeta Roșie a avut probabil un salt de 100 de milioane de ani pe Pământ în ceea ce privește locuibilitatea, sugerează o nouă cercetare.

Analizele geochimice ale cristalelor de zircon mineral extrase din meteoriții marțieni arată că Marte și-a format cea mai veche crustă cu 4,547 miliarde de ani în urmă, anunță oamenii de știință pe 27 iunie în Natură. Asta la doar 20 de milioane de ani după ce discul de gaz din jurul Soarelui a dat naștere planetelor sistemului solar.

Apariția învelișului exterior sau a crustei unei planete este etapa finală în formarea planetelor terestre precum Marte, Pământ, Venus și Mercur. Procesul începe cu acumularea de particule de pe discul de gaz protoplanetar; în cele din urmă, acele particule formează material topit care formează un ocean de magmă fierbinte. Pe măsură ce oceanul de magmă se răcește și se cristalizează, formează un miez metalic dens și apoi o crustă exterioară. Simulările sugerează că întregul proces are loc pe intervale de timp de la 30 de milioane până la 100 de milioane de ani.

Analizele zirconilor marțieni, conduse de savantul planetar Laura Bouvier de la Universitatea din Copenhaga, sugerează că scoarța lui Marte s-a format mult mai rapid. Echipa a analizat izotopii din șapte dintre cristale. Izotopii sunt forme ale unui element care au același număr de protoni, dar un număr diferit de neutroni și, prin urmare, mase diferite. Unii izotopi sunt instabili și se descompun radioactiv în alte elemente la viteze cunoscute. Folosind degradarea uraniului-235 în plumb-207 și a uraniului-238 în plumb-206, Bouvier și echipa ei au stabilit că zirconii au o vechime de până la 4,476 miliarde de ani.

Apoi, echipa a apelat la un alt sistem de descompunere izotopică radioactivă, lutețiu-176 în hafniu-176 – și a descoperit că prima crustă a lui Marte este și mai veche. Zirconii care cristalizează din astfel de roci ar fi trebuit să conțină mult mai mult hafniu decât au descoperit cercetătorii în analizele lor. Pe baza cantității de hafniu prezentă și a ratelor de descompunere a lutețiului-hafniu, echipa a calculat că crusta de magmă originală trebuie să se fi solidificat cu aproximativ 4,547 miliarde de ani în urmă.

La ceva timp după aceea, bombardamentele puternice ale asteroizilor au topit parțial acea crustă, deși impacturile nu au transformat-o complet înapoi într-un ocean de magmă, sugerează cercetătorii. Zirconii care conțin urme ale acestei cruste anterioare s-au născut când, în urmă cu aproximativ 4,476 miliarde de ani, Marte s-a răcit din nou definitiv.

„Făcând ca Marte să se răcească atât de repede, limitează cât de masivă ar fi putut fi atmosfera sa”, spune Linda Elkins-Tanton, un om de știință planetar la Arizona State University din Tempe, care a scris un comentariu care însoțește noul studiu. Având în vedere cât de repede se răcește o planetă și cât de repede poate soarele să-și desprindă atmosfera, cercetătorii pot estima cât de multă apă și dioxid de carbon ar fi putut fi eliberate de oceanul de magmă pentru a forma o atmosferă timpurie. Dar în cazul lui Marte, acea atmosferă ar fi fost destul de subțire pentru a permite o pierdere atât de rapidă de căldură, spune Elkins-Tanton.

Marte s-ar fi solidificat, de asemenea, cu aproximativ 100 de milioane de ani înainte ca Pământul, dând planetei roșii un avans în ceea ce privește locuibilitatea. Planeta noastră natală era aproape sigur complet topită în acel moment, posibil datorită unei lovituri uriașe care a format luna și a retopit întreaga planetă (SN: 15/04/17, str. 18), spune Elkins-Tanton. „Asta a repornit totul pe Pământ.”