در اینجا، درون سنگ بستر، مریخنورد “کنجکاوی” (Curiosity) مادهای معدنی به نام سیدریت (siderite) شناسایی کرده که تنها در صورت رسوب کربن از جو مریخ میتوانسته شکل گرفته باشد. به بیان دیگر، میلیاردها سال پیش، مریخ دارای چرخه فعال کربن بوده است.
این نخستین شواهد در محل از وجود چرخه کربن در مریخ است و سرنخی مهم دربارهی این سؤال بهدست میدهد که آیا این سیارهی سرخ میتوانسته روزی میزبان حیات باشد یا نه.
بنجامین توتولو، ژئوشیمیدان از دانشگاه کلگری کانادا میگوید:
«این یافته نشان میدهد که سیاره قابل سکونت بوده و مدلهای موجود در مورد قابلیت سکونت آن صحیح هستند.»
یکی از بزرگترین پرسشها دربارهی گذشتهی مریخ مربوط به آبهای سطحی آن است. شواهد نشان میدهند که مریخ روزی پوشیده از دریاچهها و اقیانوسهایی بوده که امواجشان بر سواحل برخورد میکردهاند.
برای اینکه چنین آبی به صورت مایع باقی بماند، جو مریخ باید دارای مقدار زیادی دیاکسیدکربن میبود؛ گازی که از آتشفشانهای فعال سطح سیاره وارد جو میشده.
بخشی از این دیاکسیدکربن به فضا گریخته، اما مقدار کافی از آن باقی مانده تا مریخ را گرم نگه دارد و آثارش در ترکیب معدنی سطح بهجا بماند.
اما یک مشکل کوچک وجود دارد.
توتولو میگوید:
«مدلها پیشبینی میکنند که مواد معدنی کربناته باید در سطح مریخ گسترده باشند، اما تاکنون بررسیهای میدانی مریخنوردها و تحلیلهای ماهوارهای نشانهی چندانی از وجود آنها نشان ندادهاند.»
این کشف شگفتانگیز از دادههای مربوط به سالهای1401 و 1402 به دست آمده؛ زمانی که مریخنورد کنجکاوی – که بیش از ۱۰ سال است در دهانه گیل فعالیت میکند – با استفاده از ابزار “شیمی و کانیشناسی” (CheMin) ترکیب مواد معدنی نقاط مختلف کف دهانه را با پراش پرتو ایکس تحلیل کرد.
توتولو و همکارانش این دادهها را بهدقت بررسی کردند و سیدریت بلوری و خالصی را در سه مورد از چهار حفرهی حفاریشده توسط کنجکاوی یافتند.
این سیدریت عمدتاً از آهن و دیاکسیدکربن (و مقادیری جزئی منیزیم) تشکیل شده بود و پژوهشگران را شگفتزده کرد.
توتولو میگوید:
«ما از یافتن مواد معدنی کربناته در اینجا شگفتزده شدیم، زیرا حتی دقیقترین تحلیلهای طیفسنجی ماهوارهای نیز پیشتر موفق به شناسایی این مواد در این لایههای رسوبی نشده بودند.»
به گفتهی او، دلیل این موضوع، احتمالاً پوشانده شدن امضای طیفی مواد کربناته توسط سایر مواد معدنی، بهویژه نمکهای بسیار محلول سولفات منیزیم است.
چون صخرههای مشابهی با این نمکها در سراسر مریخ شناسایی شدهاند، پژوهشگران احتمال میدهند آن نواحی هم دارای مقادیر زیادی مواد معدنی کربناته باشند.
بنابراین، این کشف نهتنها بالاخره وجود این مواد معدنی را ثابت میکند، بلکه توضیح میدهد چرا تا پیش از این نتوانسته بودند آنها را بیابند و چگونه باید در جستوجویشان در سایر مناطق مریخ بود.
وجود سیدریت، که در دادههای کنجکاوی شناسایی شده، مدلهای مربوط به دورهی گرم اولیهی مریخ (بیش از ۳.۵ میلیارد سال پیش) را تأیید و اصلاح میکند.
این یافته نشان میدهد که در آن زمان دیاکسیدکربن در جو مریخ فراوان بوده، و همین باعث گرمای کافی برای وجود آب شده. همچنین، کربن از جو خارج و در سنگها تثبیت شده است.
اما در حالی که شکلگیری سیدریت خبری خوب برای دانشمندان امروزی است، برای مریخ به معنی پایان یک دوران بوده.
توتولو میگوید:
«ویژگی مهم چرخهی کربن مریخ در این مطالعه، این است که نامتوازن بوده؛ یعنی مقدار بسیار بیشتری CO2 در سنگها ذخیره شده تا اینکه دوباره به جو بازگردد.»
از آنجایی که مریخ نسبت به زمین دورتر از خورشید است، برای حفظ شرایط قابل سکونت، نیاز به مقدار بیشتری CO2 دارد.
اینکه فرآیندهای ژئوشیمیایی این CO2 را گرفته و ذخیره کردهاند، نشان میدهد این چرخهی کربن نامتوازن ممکن است توانایی مریخ در حفظ شرایط زیستی را با چالش روبرو کرده باشد.
این نتایج پیامدهای متعددی دارند:
اکنون که دانشمندان میدانند سیدریت در دادههای ماهوارهای “نامرئی” است، میتوانند به دادههای پیشین بازگردند و دنبال نشانههای پنهان آن بگردند.
همچنین دادههای جمعآوریشده توسط مریخنوردها ممکن است حاوی شواهد بیشتری از مواد معدنی کربناته باشند.
از حالا میتوان اطلاعات مربوط به تثبیت کربن معدنی در مریخ را در مدلهای اقلیمشناسی گنجاند و بررسی کرد که آیا این فرآیند در کاهش زیستپذیری مریخ نقش داشته یا نه.
این مواد معدنی که روی زمین بسیار معمولی و بیاهمیت بهنظر میرسند، اکنون پنجرهای نو برای درک مریخ گشودهاند.
توتولو میگوید:
«من بهعنوان ژئوشیمیدان آبی آموزش دیدهام و بیشتر دوران حرفهایام را صرف کار روی تثبیت کربن بهعنوان راهحلی برای تغییرات اقلیمی ناشی از انسان کردهام.
در همکاری با تیم بسیار بااستعداد آزمایشگاه علمی مریخ، توانستم از دانشم در زمینهی اقلیم برای تفسیر این یافتههای کانیشناسی استفاده کنم.»
و در پایان با لبخند اضافه میکند:
«صادقانه بگویم، اگر در ۱۵ سالگی کسی اینها را به من میگفت، هرگز باور نمیکردم!»
این یافتهها در ژورنال Science Advances منتشر شدهاند.