Proč Mars nemá tolik minerálů jako Země?

Země a Mars jsou si velmi podobné, ale také velmi odlišné. Vědci mimo jiné zjistili, že Země je mnohem bohatší na minerály než rudá planeta. Na Zemi bylo nalezeno asi 6 000 různých druhů minerálů. Naproti tomu Mars jich má podle dosavadních výzkumů jen 161. To je velký rozdíl. Jak se to mohlo stát?

Nový článek v Journal of Geophysical Research-Planets poukazuje na několik důvodů, proč existuje takový rozdíl. Podle týmu vedeného Robertem Hazenem z Carnegie Institution for Science ovlivnily minerální rozmanitost Země nejméně dvě události: desková tektonika a vzestup života. Mars to nezažil, takže by to mohlo vysvětlit, proč na svém povrchu vykazuje tak málo minerálů.

Minerály a planetární formace
Tvorba a formování minerálů na těchto dvou světech skutečně začalo ještě před vznikem Sluneční soustavy. Robert Hazen a další odhadovali, že jich v té době bylo k dispozici snad tucet. Byly to věci jako diamant a grafit, karbidy, nitridy, oxidy a hořečnaté křemičitany, to vše pravděpodobně již v protosolární mlhovině.

V době, kdy planety narůstaly, byly primární achondrity stavebními materiály volby. Srážky mezi planetesimály si vynutily další změny. Minerální evoluce na Zemi a Marsu začala během tohoto období, které začalo asi před 4,56 miliardami let. Během toho, co Hazen a další nazývají „Éra přepracování kůry a pláště“, prošly oba světy fázemi, kdy dominovala magmatická (sopečná) činnost. Je velmi pravděpodobné, že první minerály na obou planetách vykrystalizovaly přímo z chladnoucího magmatu. Hydrotermální aktivita pravděpodobně také vedla k novým minerálům na obou tělesech. Následovaly pozdější minerálotvorné sekvence. Ty vytvořily žulu a další horniny.

Hydrotermální aktivita pravděpodobně také vedla k mnoha novým minerálům na každé planetě. Země však před miliardami let prošla rozsáhlými fázemi diverzifikace s nástupem deskové tektoniky asi před 3 miliardami let a šířením života (které začalo asi před 3,8 miliardami let). Není známo, že by se některý z těchto procesů odehrál na Marsu. Takže se tyto dva světy rozcházely a šly po samostatných evolučních drahách.

Mars a jeho minerální formace
Podle zveřejněného článku se nejstarší minerály na Marsu vytvořily stejně jako na Zemi. To znamená, že začaly jako magmatické skály. Postupem času si krystaly vytvořené jako čedičové vyvřelé horniny našly cestu skrz horninu. Jiné vznikly jako primární minerály vysrážené z vody (pravděpodobně v mořích a jezerech), jakož i z hydrotermálních procesů a zvětrávání.

Tvorba hydrotermálních minerálů pravděpodobně také souvisela jak s vulkanickými tekutinami, tak s aktivitou v zónách impaktních zlomů. Impaktory narazily do planety, což vytvořilo zlomové zóny a vynutilo si tvorbu minerálů. Obě aktivity pravděpodobně vyvolaly významnou diverzifikaci nerostných surovin. Abstrakt článku uvádí: „Nejméně 65 takových primárních minerálů bylo identifikováno z oběžné dráhy kolem planety Mars a z marťanských meteoritů.“

Povrchové procesy související s interakcemi vody a hornin v jezerech, oceánech a potocích vytvořily další sekundární marsovské minerály. Například na Marsu existují ložiska boru, která byla pravděpodobně přítomna v podzemní vodě, která kdysi tekla v kráteru Gale.

Horniny také prošly oxidací a redukcí, chemickým zpracováním a dalšími změnami, protože chemikálie se vytratily z původních povrchových materiálů. Existují také důkazy o metamorfovaných horninách (které se vytvořily pod extrémními tlaky a teplotami), včetně termálních (pravděpodobně vyvolaných sopečnou činností, a také souvisejících s dopadem) a šokové metamorfózy, úderů blesků a bolidů. Pokud se však pod povrchem neobjeví něco překvapivého, nedostatek deskové tektoniky na Marsu ukazuje, že jde o hlavní cestu pro tvorbu minerálů na rudé planetě.

Jak víme o minerálech z Marsu?
Průběžný průzkum Marsu začal před více než půl stoletím. Orbitery, přistávací moduly, mapovací sondy a rovery poskytují nejpřesvědčivější důkazy o topografii Marsu a hojnosti prvků. Ale máme také marťanské meteority, které dopadají na Zemi. Odhalují podrobnější informace „z první ruky“ o horninách na Marsu. Tak vědci z velké části znají nejméně 161 potvrzených nebo pravděpodobných minerálů na rudé planetě. Existují v různých fázích, včetně primárních vyvřelých, sedimentárních a podpovrchových metamorfovaných hornin. Naše znalosti jsou samozřejmě omezeny převážně na povrchové horniny. Zatím není mnoho vzorků hornin zpod povrchu.

I když byl raný Mars po určitou dobu pravděpodobně teplejší a vlhčí, nezažil stejné druhy aktivit, které tvořily obrovskou rozmanitost minerálů na Zemi. Ano, došlo k vulkanismu na Marsu. Vidíme důkazy v jeho poli sopek, to za prvé. Ano, na Marsu byla voda a ta hrála roli při ovlivnění hornin a minerálů. Ale u nás doma závisí minerální diverzita také na deskové tektonické síle koncentrací prvků a regionální metamorfóze (která například vytváří hory).

A to je ještě předtím, než se dostaneme k biomineralizaci. To je místo, kde živé organismy produkují minerály. Představte si organismy, které tvoří skořápky nebo vnitřní kostry (jako naše kosti). Nebo, ve větším měřítku, zvažte vápenec, což je uhličitan vápenatý. Může se tvořit přirozeně, když se minerály kalcit a aragonit vysrážejí z vody. Vápenec se však tvoří, když nahromadění korálů a lastur vytváří vrstvy na dně moře. Nakonec ty ztvrdnou do vrstev horniny. Zdá se, že se to na Marsu nestalo.

Obě planety se rozešly
Závěr je tedy takový, že formování minerálů na Marsu a na Zemi probíhalo různými cestami, jakmile byly počáteční fáze formování planety minulostí. Hazen a jeho tým naznačuje, že na základě současných znalostí bude celkový počet marťanských minerálů pravděpodobně o řád menší než na Zemi. To je založeno na znalosti historie Marsu. Na základě současných pozorování a minulých studií tým našel pouze 20 primárních a sekundárních způsobů tvorby minerálů na Marsu. Země má nejméně 57, a to pravděpodobně vysvětluje velké rozdíly mezi oběma světy.

Zdroj: https://www.universetoday.com/163088/mars-doesnt-have-as-many-minerals-as-earth/

autor: František Martinek