Com missões humanas e de retorno de amostras a Marte ainda na prancheta, geólogos que desejam estudar o planeta vermelho contam com ajudantes robóticos para coletar e analisar amostras. No início deste ano, nos despedimos do rover Opportunity da NASA, mas o Insight chegou em novembro de 2018, e várias agências espaciais têm missões rover a Marte em seus livros para os próximos anos. Mas enquanto estamos trabalhando em maneiras de trazer amostras de Marte, geólogos podem estudar meteoritos marcianos que nos foram entregues pelas forças em jogo no Sistema Solar. A Terra é bombardeada por toneladas de material extraterrestre todos os dias. A maior parte vem dos Cometas da Família de Júpiter e do cinturão de asteróides, e grande parte dele queima na atmosfera ou pousa nos oceanos, mas meteoritos da Lua e de Marte chegam à superfície da Terra. Em pesquisa publicada em Geochimica et Cosmochimica Acta , os cientistas usaram uma bateria de técnicas de síncrotron para investigar um meteorito marciano muito incomum, cuja história de vida agitada oferece alguns insights sobre a história geológica de Marte.

Cerca de dois terços dos meteoritos nas coleções do mundo foram encontrados na Antártica, onde sua cor mais escura torna mais fácil identificá-los contra a neve. (A primeira expedição liderada pelos britânicos para coletar meteoritos na Antártica retornou recentemente com 36 amostras.) O meteorito envolvido nesta pesquisa, Noroeste da África 8114 (NWA 8114), foi encontrado no Saara Ocidental, no sul do Marrocos, e vendido em particular por meio de um negociante de meteoritos marroquino. É emparelhado com o meteorito 'Black Beauty' - NWA 7034 - o que significa que já foram pedaços da mesma rocha.

Uma amostra foi disponibilizada para pesquisas científicas, e os geólogos descobriram que o NWA 8114 era parte do primeiro meteorito de brecha marciano a ser encontrado; uma brecha é uma rocha feita de fragmentos quebrados de minerais ou rocha cimentada, e eles se formam em áreas onde fragmentos angulares de rocha e detritos minerais se acumulam. NWA 8114 contém material com uma ampla gama de idades, o mais antigo datando de 4,4 bilhões de anos. Este meteorito é mais semelhante às amostras de superfície analisadas pelos rovers de Marte, Considerando que os meteoritos marcianos anteriores encontrados na Terra eram rochas ígneas, formado de magma em um lugar ao mesmo tempo.

A autora principal, Dra. Jane MacArthur, explicou que a equipe de pesquisa estava procurando qualquer evidência de interação água-rocha - por exemplo, minerais que só se formam na presença de água - e o estado de oxidação do ferro. Ela diz:"Este meteorito em particular deve ter estado envolvido em vários impactos diferentes em Marte, embora ainda não possamos dizer quantos. São pelo menos dois - um para formar a brecha, e um para retirar a rocha de Marte e enviá-la em seu caminho para a Terra. "

Sondando o meteorito

A equipe usou uma combinação de quatro técnicas de imagem síncrotron - e duas linhas de luz - para examinar o NWA 8114. Eles usaram fluorescência de raios-X (XRF) para mapear a amostra para encontrar áreas de interesse, Difração de raios-X (XRD) para identificar minerais, Estrutura próxima à borda de absorção de raios-X (XANES) para analisar o estado de oxidação do ferro presente, e espectromicroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) para ver a evidência de hidratação, através da presença de grupos hidróxidos.

A equipe encontrou piroxênios estranhos (uma grande classe de minerais de silicato formadores de rocha) que continham partículas de grãos de óxido de ferro que foram oxidados, mas não hidratados. Trabalhos anteriores sugerem que eventos de choque de alto impacto podem causar isso, por isso está ligado ao evento de formação em Marte. A datação por argônio de uma das regiões chocadas mostrou que ela tinha cerca de 1,2 bilhão de anos. Em comparação com estudos experimentais de piroxênio em choque em diferentes temperaturas e pressões, a equipe pode estimar o quão profundo na superfície de Marte o meteorito se formou, e o resultado foi apenas cerca de 5 metros de profundidade, o que é consistente com uma rocha que foi levantada da superfície por um novo impacto.

O trabalho de laboratório no NWA 8114 sugeriu que alguns dos óxidos de ferro estavam oxidados ou hidratados. XRD em I18 confirmou a presença de goethita, um óxido de ferro hidratado que normalmente se forma na presença de água, em baixas temperaturas. FTIR em B22 confirmou que o mineral foi definitivamente hidratado, mas ainda não foi possível confirmar se isso se formou em Marte ou na Terra, portanto, presume-se que seja resultado do intemperismo terrestre, embora a amostra aguarde mais testes.

O NWA 8114 oferece uma oportunidade de examinar a história térmica de um rególito marciano e estudar os processos próximos à superfície e as antigas condições ambientais perto de uma cratera de impacto em Marte. No momento, ele e suas pedras emparelhadas são a única maneira de estudar as brechas marcianas, e pesquisas como essa nos dão uma vantagem na análise dos tipos de materiais que seriam trazidos de quaisquer futuras missões de retorno de amostra a Marte, e também informará futuras missões de rover / coleta de amostras.

A Dra. MacArthur estava com apenas 4 meses de doutorado quando surgiu o primeiro tempo de feixe da equipe em Diamond, mas ela havia se preparado frequentando a escola de verão Diamond. Ela diz:"A equipe da linha de luz foi muito prestativa, particularmente nas áreas de uso do software e de como analisar os dados na Diamond, e depois que saímos. Foi ótimo que eles respondessem às perguntas pessoalmente, mas eles também responderam às perguntas enviadas por e-mail posteriormente. "