I planetologi scoprono un grande evento di ossigenazione avvenuto su Marte miliardi di anni fa

Sia la Terra che Marte hanno attualmente atmosfere ossidanti, motivo per cui i materiali ricchi di ferro sviluppano ruggine (un nome comune per l’ossido di ferro) durante la reazione di ossidazione che si svolgono tra ferro e ossigeno. La Terra ha avuto un’atmosfera ossidante per circa due miliardi e mezzo di anni, ma prima l’atmosfera del nostro pianeta era riducente: non vi si produceva ruggine.

La transizione da un pianeta con atmosfera riducente a un pianeta con atmosfera ossidante è indicato come Grande Evento di Ossigenazione o GOE. 

Questa transizione è stata una parte centrale dell’evoluzione del nostro pianeta e fondamentalmente collegata all’evoluzione della vita sulla terra, in particolare alla prevalenza della fotosintesi che ha prodotto, e produce, ossigeno. I geologi planetari della HKU hanno scoperto che Marte ha subito un grande evento di ossigenazione: miliardi di anni fa, il pianeta rosso non era così rosso.

Grande evento di ossigenazione, come ci si è arrivati

La scoperta è stata pubblicata di recente su Nature Astronomy in un documento guidato dal ricercatore post-laurea Jiacheng LIU e dal suo consulente Professore associato Dr. Joe Michalski, entrambi affiliati alla Divisione di ricerca per la scienza della Terra e dei pianeti e al Laboratorio per la ricerca spaziale. 

I ricercatori hanno utilizzato il telerilevamento a infrarossi e la spettroscopia per misurare la vibrazione molecolare del materiale sulla superficie marziana dall’orbita, al fine di rivelare la mineralogia e la geochimica delle antiche rocce di Marte. 

Attraverso confronti dettagliati dei dati di telerilevamento a infrarossi e dei dati raccolti in laboratorio qui sulla Terra, il team ha dimostrato che antiche rocce su Marte esposte in superficie erano state alterate in condizioni riducenti, indicando l’esistenza di un’atmosfera riducente.

Molte persone sanno che Marte è freddo e secco adesso, ma circa 3,5 miliardi di anni fa era più caldo e umido. Era abbastanza caldo da consentire la formazione di canali fluviali, laghi e minerali che si formavano per interazione con l’acqua. 

Gli scienziati che hanno utilizzato modelli matematici per limitare le condizioni di una prima atmosfera marziana, hanno concluso che su Marte, miliardi di anni fa, si è verificato un riscaldamento da effetto serra, ma hanno anche concluso dai loro modelli che l’effetto serra deve aver incluso gas riducenti piuttosto che anidride carbonica, il che implica che deve essere esistita un’atmosfera riducente, cioè ricca di ossigeno. 

Eppure, fino ad ora, non erano state rilevate prove che Marte abbia mai avuto un’atmosfera riducente. Questo lavoro ha indicato che invece c’è stata.

Questo progetto ha coinvolto un rilevamento remoto a infrarossi dettagliato di Marte, utilizzando la spettroscopia a infrarossi per mappare i minerali in unità rocciose esposte. Il lavoro è stato costruito su un’analisi dettagliata delle rocce vulcaniche alterate nell’isola di Hainan nella Cina sud-occidentale, dove si verificano spesse sequenze di basalto, simili alle rocce vulcaniche su Marte. 

Jiacheng Liu ha analizzato sistematicamente le rocce alterate utilizzando la spettroscopia a infrarossi in laboratorio e ha prodotto un documento su quella ricerca pubblicato di recente su Applied Clay Science .

“Jiacheng ha portato a termine un progetto di dottorato di ricerca davvero eccellente, basato su un’attenta analisi in laboratorio e l’applicazione di quei risultati di laboratorio al telerilevamento di Marte“, ha commentato il dottor Michalski, “Jiacheng si è basato sul suo lavoro dettagliato sui campioni prelevati dall’isola che dimostrano che tendenze mineralogiche simili si sono verificate nelle rocce di Marte “.

Anche il professore assistente Dr. Ryan MCKENZIE della Divisione di ricerca per la Terra e la Scienza Planetaria è rimasto colpito da questi risultati. “Questo è uno studio notevole con scoperte che avranno un impatto significativo sul modo in cui comprendiamo l’evoluzione iniziale dei pianeti di tipo terrestre e dei loro ambienti di superficie”. 

“La transizione da un’atmosfera riducente a quella attuale ossidante sulla Terra è avvenuta circa 2,5 miliardi di anni fa ed è stata possibile solo a causa dell’esistenza della vita, poiché l’ossigeno è un prodotto di scarto di processi metabolici come la fotosintesi”. 

Senza i microbi che producono ossigeno, questo non si accumulerebbe nella nostra atmosfera, il grande evento di ossigenazione non si sarebbe verificato e noi non potremmo essere qui. Sebbene ci siano certamente differenze nelle condizioni locali a cui Marte e la Terra sono stati sottoposti durante le loro storie evolutive, sembra probabile che questa ricerca dimostri che, miliardi di anni fa, Marte ospitava vita che produceva ossigeno.

Questo lavoro dimostra come la spettroscopia e il telerilevamento portino a scoperte fondamentali di notevole importanza per la comprensione della storia di Marte. Mentre iniziamo a capire la storia più antica di Marte, i ricercatori sono pronti a cercare direttamente qualsiasi segno che la vita possa essere esistita una volta sull’antico Marte.