«Black Beauty»: Η «μαύρη πέτρα» από τον Άρη αποκάλυψε κρυφό νερό χάρη σε νέες μη καταστροφικές σαρώσεις

Η τεχνολογία αλλάζει με ταχύτητα τον τρόπο που οι επιστήμονες «διαβάζουν» την ιστορία των πλανητών. Εκεί που κάποτε η γνώση κερδιζόταν με το τίμημα της καταστροφής πολύτιμων δειγμάτων, σήμερα νέα, μη καταστροφικά εργαλεία ανοίγουν ένα παράθυρο στο εσωτερικό των πετρωμάτων, χωρίς να απαιτούνται κοψίματα, θρυμματισμοί και χημικές διαλύσεις. Σε αυτό το νέο τοπίο, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής την Estrid Naver από το Πολυτεχνείο της Δανίας στρέφει το βλέμμα της σε έναν από τους πιο διάσημους μετεωρίτες παγκοσμίως: τον NWA 7034, γνωστό ευρύτερα ως Black Beauty.

Ο «Μαύρος Καλλωπισμός», όπως μεταφράζεται ελεύθερα το προσωνύμιό του, δεν είναι απλώς ένας εντυπωσιακός βράχος. Είναι ένα κομμάτι του Άρη που κατέληξε στη Γη, πιθανότατα έπειτα από μια τεράστια πρόσκρουση στον Κόκκινο Πλανήτη, η οποία εκτόξευσε υλικό στο διάστημα και τελικά το έφερε ως μετεωρίτη στο έδαφός μας. Η αξία του είναι ακόμη μεγαλύτερη αν αναλογιστεί κανείς την ηλικία του: αποτελείται από υλικό που χρονολογείται περίπου 4,48 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, γεγονός που τον καθιστά ένα από τα παλαιότερα γνωστά αρειανά υλικά στο ηλιακό σύστημα. Κάθε μικρό του τμήμα μοιάζει με αρχείο μιας εποχής όπου ο Άρης ήταν διαφορετικός, ίσως πιο «υγρός», ίσως πιο φιλόξενος σε διεργασίες που σήμερα μοιάζουν χαμένες.

Το πρόβλημα των παλιών μεθόδων: γνώση με κόστος την καταστροφή

Η επιστήμη των μετεωριτών για δεκαετίες στηριζόταν σε μια δύσκολη ισορροπία: για να μάθεις περισσότερα, πρέπει να πάρεις δείγματα. Και για να πάρεις δείγματα, συχνά πρέπει να καταστρέψεις μέρος του υλικού. Οι προηγούμενες μελέτες του Black Beauty βασίζονταν σε κοπή τμημάτων, λείανση, σύνθλιψη ή ακόμη και διάλυση, ώστε να αποκαλυφθεί η χημική και ορυκτολογική του σύσταση. Όμως όταν το δείγμα είναι σπάνιο, κάθε τέτοια διαδικασία μοιάζει σαν να «σκίζεις» σελίδες από ένα βιβλίο που δεν θα ξανατυπωθεί.

Ακριβώς εδώ εμφανίζεται η νέα γενιά εργαλείων: οι αξονικές τομογραφίες υψηλής ανάλυσης, που επιτρέπουν στους επιστήμονες να παρατηρούν το εσωτερικό ενός πετρώματος όπως ένας γιατρός «βλέπει» στο εσωτερικό του ανθρώπινου σώματος, χωρίς να ανοίξει τομές.

Δύο τεχνολογίες, μία αποστολή: να «δουν» το αόρατο

Στη μελέτη τους, οι ερευνητές αξιοποίησαν δύο συμπληρωματικές τεχνικές υπολογιστικής τομογραφίας. Η πρώτη είναι η κλασική αξονική τομογραφία ακτίνων Χ, γνωστή από τα νοσοκομεία. Είναι εξαιρετικά αποτελεσματική στην ανίχνευση βαρέων και πυκνών υλικών, όπως ο σίδηρος και το τιτάνιο, χαρίζοντας έναν «χάρτη» του πού βρίσκονται τα πιο πυκνά συστατικά του δείγματος.

Η δεύτερη είναι πιο σπάνια και ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα για την πλανητική επιστήμη: η τομογραφία νετρονίων. Αντί για ακτίνες Χ, χρησιμοποιεί νετρόνια για να διαπεράσει το αντικείμενο. Το κρίσιμο πλεονέκτημά της είναι ότι μπορεί να ανιχνεύει αποτελεσματικά το υδρογόνο, δηλαδή ένα από τα βασικά συστατικά του νερού. Με άλλα λόγια, εκεί που οι ακτίνες Χ «βλέπουν» καλά μέταλλα και πυκνότητα, τα νετρόνια μπορούν να «ψιθυρίσουν» στους επιστήμονες την παρουσία υδρογόνου, άρα και πιθανών υδατικών συστατικών.

Η ομάδα δεν χρησιμοποίησε τεράστια ποσότητα υλικού. Αντιθέτως, μελέτησε ένα μικρό, γυαλισμένο δείγμα, περίπου στο μέγεθος ενός νυχιού, αποδεικνύοντας ότι η τεχνολογική πρόοδος δεν απαιτεί πλέον μεγάλες θυσίες υλικού.

Οι «κλάστες» που όλοι περίμεναν και το εύρημα που δεν περίμενε κανείς

Όταν οι σαρώσεις άρχισαν να αποκαλύπτουν το εσωτερικό του δείγματος, οι ερευνητές εντόπισαν κλάστες. Στη γεωλογία, κλάστης είναι ένα μικρό θραύσμα βράχου που έχει ενσωματωθεί σε έναν μεγαλύτερο βράχο, σαν να έχει «κολλήσει» μέσα του. Αυτό από μόνο του δεν ήταν έκπληξη. Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και δεκαετίες ότι ο Black Beauty είναι ένα μωσαϊκό από τέτοια κομμάτια, κάτι απόλυτα λογικό αν προήλθε από βίαιη πρόσκρουση στον Άρη, που ένωσε διαφορετικά υλικά μεταξύ τους σε μια σύνθετη μάζα.

Το πραγματικά νέο στοιχείο, όμως, ήταν το είδος συγκεκριμένων κλαστών που εντοπίστηκαν μέσα από τις τομογραφίες. Οι σαρώσεις αποκάλυψαν κλάστες γνωστούς ως H-Fe-ox, ένα εύρημα που διαφοροποιείται από ό,τι είχε αποτυπωθεί τόσο καθαρά μέχρι σήμερα με τις παραδοσιακές μεθόδους.

Αυτά τα μικροκομμάτια αποτελούσαν μόλις 0,4% του όγκου του δείγματος. Θα μπορούσε κάποιος να τα χαρακτηρίσει αμελητέα. Όμως στη γεωεπιστήμη, ειδικά όταν μιλάμε για νερό σε έναν πλανήτη όπως ο Άρης, ακόμη και η ελάχιστη ποσότητα μπορεί να αποδειχθεί καθοριστική.

Το «σοκ» των αριθμών: λίγοι κλάστες, πολύ νερό

Η χημική σύνθεση του εσωτερικού του μετεωρίτη δείχνει ότι οι συγκεκριμένοι κλάστες, παρότι είναι τόσο μικρό ποσοστό του όγκου, μπορεί να περιέχουν έως και περίπου 11% της συνολικής περιεκτικότητας σε νερό του δείγματος που εξετάστηκε. Αυτό είναι το στοιχείο που μετατρέπει ένα μικροσκοπικό εύρημα σε σημαντικό συμπέρασμα: η «υδατική υπογραφή» δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη, αλλά μπορεί να είναι συγκεντρωμένη σε συγκεκριμένες μικροδομές.

Το Black Beauty φέρεται να έχει περίπου 6.000 μέρη ανά εκατομμύριο (ppm) νερού, μια ποσότητα ιδιαίτερα υψηλή για έναν πλανήτη που σήμερα εμφανίζει ελάχιστο υγρό στοιχείο στην επιφάνειά του. Κι εδώ το συμπέρασμα αποκτά μεγαλύτερο βάθος: αν τέτοιες δομές «κλειδώνουν» νερό στο εσωτερικό ενός αρχαίου αρειανού πετρώματος, τότε ο Άρης του μακρινού παρελθόντος δεν ήταν απλώς ένας πλανήτης με περιστασιακές υδατικές διεργασίες. Ήταν πιθανόν ένας κόσμος όπου το νερό είχε ευρύτερο αποτύπωμα, αφήνοντας ίχνη σε διαφορετικές περιοχές και πετρώματα.

Από τον μετεωρίτη στο Jezero: μια σύνδεση που ενισχύει το σενάριο του «υγρού Άρη»

Η σημασία του ευρήματος μεγαλώνει επειδή, όπως επισημαίνεται, συμπληρώνει και τη συζήτηση γύρω από υδατικά ίχνη που σχετίζονται με δείγματα από τον κρατήρα Jezero που μελετά το ρόβερ Perseverance. Παρότι ο Black Beauty προέρχεται από τελείως διαφορετικό μέρος του Άρη, η ιδέα ότι παρατηρούνται στοιχεία που ευθυγραμμίζονται με το αφήγημα ενός πιο υγρού παρελθόντος λειτουργεί ενισχυτικά: δεν μιλάμε για ένα μεμονωμένο σημείο, αλλά για ενδείξεις που τείνουν να «απλώνονται» γεωγραφικά και χρονικά.

Αν αυτό ισχύει, τότε το μεγάλο συμπέρασμα είναι ότι πριν από δισεκατομμύρια χρόνια υπήρχε πιθανώς εκτεταμένη παρουσία νερού στην επιφάνεια ή/και στο κοντινό υπέδαφος του Άρη, αφήνοντας χημικά ίχνη που σήμερα διατηρούνται είτε σε επιτόπια δείγματα είτε σε μετεωρίτες που έφτασαν στη Γη.

Το μέλλον των σαρώσεων και το «κενό» μετά το Mars Sample Return

Το ενδιαφέρον της ομάδας δεν περιορίζεται στον Black Beauty. Οι επιστήμονες ήλπιζαν να αξιοποιήσουν αυτές τις μη καταστροφικές τεχνικές σε μελλοντικά δείγματα της αποστολής Mars Sample Return, καθώς οι σαρώσεις CT μπορούν να «δουν» ακόμη και μέσα από περίβλημα τιτανίου στο οποίο συλλέγονται δείγματα. Η ιδέα ήταν ελκυστική: να φτάσουν δείγματα από τον Άρη στη Γη και, πριν καν ανοιχτούν ή επεξεργαστούν, να εξεταστούν στο εσωτερικό τους με απόλυτη ασφάλεια, αποφεύγοντας επιμόλυνση και απώλεια πολύτιμου υλικού.

Ωστόσο, η πρόσφατη ακύρωση του συγκεκριμένου προγράμματος δημιουργεί ένα κενό και μια αίσθηση αναμονής. Αν τα άμεσα πλανητικά δείγματα αργήσουν να φτάσουν, η επιστήμη θα συνεχίσει να βασίζεται σε μετεωρίτες όπως ο Black Beauty και σε ό,τι μπορεί να «κλέψει» από αυτά τα φυσικά μηνύματα του Άρη που ήδη βρίσκονται στη Γη.

Και ίσως αυτή να είναι η πιο ουσιαστική διάσταση της νέας τεχνολογίας: όσο πιο σπάνιο είναι το δείγμα, τόσο πιο σημαντικό γίνεται να μπορούμε να το μελετήσουμε χωρίς να το καταστρέψουμε. Στην περίπτωση του Black Beauty, η μη καταστροφική ματιά δεν πρόσθεσε απλώς μια ακόμη λεπτομέρεια. Ανέδειξε το πώς μικρές δομές, σχεδόν αόρατες με παλιές προσεγγίσεις, μπορούν να «κρατούν» δυσανάλογα μεγάλο κομμάτι της ιστορίας του νερού στον Άρη.

Πηγή: Pagenews.gr