Meteorito marciano

Um meteorito marciano é uma rocha que se formou em Marte, foi ejetada do planeta por um evento de impacto e atravessou o espaço interplanetário antes de pousar na Terra como um meteorito. Em setembro de 2020, 277 meteoritos foram classificados como marcianos, menos de meio por cento dos 72.000 meteoritos classificados. O maior meteorito marciano completo e sem cortes, Taoudenni 002, foi recuperado no Mali no início de 2021. Ele pesa 14,5 kg (32 libras) e está em exibição no Maine Mineral & Museu de Gemas.

Existem três grupos de meteoritos marcianos: shergottitos, nakhlites e chassignitos, conhecidos coletivamente como meteoritos SNC. Vários outros meteoritos marcianos estão desagrupados. Esses meteoritos são interpretados como marcianos porque têm composições elementares e isotópicas semelhantes às rochas e gases atmosféricos de Marte, que foram medidas por espaçonaves em órbita, sondas de superfície e rovers. O termo não inclui meteoritos encontrados em Marte, como Heat Shield Rock.

Histórico

No início da década de 1980, era óbvio que o grupo de meteoritos SNC (Shergottites, Nakhlites e Chassignites) era significativamente diferente da maioria dos outros tipos de meteoritos. Entre estas diferenças estavam idades de formação mais jovens, uma composição isotópica de oxigénio diferente, a presença de produtos de intemperismo aquosos e alguma semelhança na composição química com análises das rochas da superfície marciana em 1976 pelas sondas Viking. Vários cientistas sugeriram que estas características implicavam a origem dos meteoritos SNC de um corpo parental relativamente grande, possivelmente Marte.

Então, em 1983, vários gases aprisionados foram relatados no vidro formado por impacto da shergottite EET79001, gases que se assemelhavam muito aos da atmosfera marciana analisada pela Viking. Esses gases aprisionados forneceram evidências diretas da origem marciana. Em 2000, um artigo de Treiman, Gleason e Bogard fez um levantamento de todos os argumentos usados para concluir que os meteoritos SNC (dos quais 14 foram encontrados na época) eram de Marte. Eles escreveram: “Parece pouca probabilidade de que os SNCs não sejam de Marte. Se fossem de outro corpo planetário, teria que ser substancialmente idêntico a Marte como é agora compreendido."

Subdivisão

Em 25 de abril de 2018, 192 dos 207 meteoritos marcianos estão divididos em três grupos raros de meteoritos acondríticos (pedregosos): shergottites (169), nakhlites (20), chassignitos (3) e outros (15) (contendo o ortopiroxenito (OPX) Allan Hills 84001, bem como 10 meteoritos de brecha basáltica). Conseqüentemente, os meteoritos marcianos como um todo são às vezes chamados de grupo SNC. Eles têm proporções isotópicas que são consideradas consistentes entre si e inconsistentes com a Terra. Os nomes derivam do local onde o primeiro meteorito desse tipo foi descoberto.

Shergotitas

Aproximadamente três quartos de todos os meteoritos marcianos podem ser classificados como shergottitos. Eles têm o nome do meteorito Shergotty, que caiu em Sherghati, na Índia, em 1865. Shergottites são rochas ígneas de litologia máfica a ultramáfica. Eles se enquadram em três grupos principais, os basálticos, olivino-fíricos (como o grupo Tissint encontrado em Marrocos em 2011) e os shergotitos Lherzolíticos, com base no tamanho do cristal e no conteúdo mineral. Eles podem ser categorizados alternativamente em três ou quatro grupos com base no conteúdo de elementos de terras raras. Esses dois sistemas de classificação não se alinham, sugerindo relações complexas entre as várias rochas geradoras e magmas a partir dos quais os shergotitos se formaram.

Os shergottitos parecem ter cristalizado há apenas 180 milhões de anos, o que é uma idade surpreendentemente jovem, considerando o quão antiga parece ser a maior parte da superfície de Marte e o pequeno tamanho do próprio Marte. Por causa disso, alguns defenderam a ideia de que os shergottites são muito mais antigos do que isso. Este "Paradoxo da Era Shergottite" permanece sem solução e ainda é uma área de pesquisa e debate ativo.

Foi sugerido que a cratera Mojave, com 3 milhões de anos e 58,5 km de diâmetro, era uma fonte potencial desses meteoritos. Um artigo publicado em 2021, no entanto, contesta isso, propondo, em vez disso, a cratera Tooting de 28 km, ou possivelmente a cratera 09-000015, como a fonte da cratera dos empobrecidos shergottitos olivina-fíricos ejetados há 1,1 Ma.

Nakhlitas

Os nakhlitas têm o nome do primeiro deles, o meteorito Nakhla, que caiu em El-Nakhla, Alexandria, Egito, em 1911 e tinha um peso estimado de 10 kg.

Nakhlites são rochas ígneas ricas em augita e foram formadas a partir de magma basáltico de pelo menos quatro erupções, abrangendo cerca de 90 milhões de anos, de 1416 ± 7 a 1322 ± 10 milhões de anos atrás. Eles contêm cristais de augita e olivina. Suas idades de cristalização, comparadas com uma cronologia de contagem de crateras de diferentes regiões de Marte, sugerem que os nakhlites se formaram na grande construção vulcânica de Tharsis, Elysium ou Syrtis Major Planum.

Foi demonstrado que os nakhlites estavam impregnados de água líquida há cerca de 620 milhões de anos e que foram ejetados de Marte há cerca de 10,75 milhões de anos pelo impacto de um asteroide. Eles caíram na Terra nos últimos 10.000 anos.

Chassignitas

O primeiro chassignito, o meteorito Chassigny, caiu em Chassigny, Haute-Marne, França, em 1815. Houve apenas um outro chassignito recuperado, denominado Noroeste da África (NWA) 2737. O NWA 2737 foi encontrado no Marrocos ou no Saara Ocidental em Agosto de 2000 pelos caçadores de meteoritos Bruno Fectay e Carine Bidaut, que lhe deram o nome temporário de “Diderot”. Foi demonstrado por Beck et al. que sua “mineralogia, química de elementos principais e oligoelementos, bem como isótopos de oxigênio revelaram uma origem marciana inequívoca e fortes afinidades com Chassigny”.

Meteoritos desagrupados

Entre estes, o famoso espécime Allan Hills 84001 tem um tipo de rocha diferente de outros meteoritos marcianos: é um ortopiroxenito (uma rocha ígnea composta predominantemente de ortopiroxênio). Por esta razão é classificado dentro de seu próprio grupo, os 'Meteoritos OPX marcianos'. Este meteorito recebeu muita atenção depois que um microscópio eletrônico revelou estruturas que foram consideradas restos fossilizados de formas de vida semelhantes a bactérias. A partir de 2005, o consenso científico era de que os microfósseis não eram indicativos de vida marciana, mas de contaminação por biofilmes terrestres. ALH 84001 é tão antigo quanto os grupos basálticos e intermediários de shergottito - ou seja, 4,1 bilhões de anos.

Em Março de 2004 foi sugerido que o meteorito único Kaidun, que aterrou no Iémen em 3 de Dezembro de 1980, poderia ter-se originado na lua marciana de Fobos. Como Fobos tem semelhanças com asteroides do tipo C e como o meteorito Kaidun é um condrito carbonáceo, Kaidun não é um meteorito marciano no sentido estrito. No entanto, pode conter pequenos fragmentos de material da superfície marciana.

O meteorito marciano NWA 7034 (apelidado de “Beleza Negra”), encontrado no deserto do Saara em 2011, tem dez vezes mais água do que outros meteoritos marcianos encontrados na Terra. O meteorito contém componentes tão antigos quanto 4,42 ± 0,07 Ga (bilhões de anos) e foi aquecido durante o período geológico amazônico em Marte.

Um meteorito que caiu em 1986 em Dayanpo, na China, continha um mineral de silicato de magnésio chamado "Elgoresyte", um mineral não encontrado na Terra.

Origem

A maioria dos meteoritos SNC são bastante jovens em comparação com a maioria dos outros meteoritos e parecem implicar que a atividade vulcânica estava presente em Marte apenas algumas centenas de milhões de anos atrás. As jovens idades de formação dos meteoritos marcianos foram uma das primeiras características reconhecidas que sugeriam a sua origem num corpo planetário como Marte. Entre os meteoritos marcianos, apenas ALH 84001 e NWA 7034 têm idades radiométricas superiores a cerca de 1400 Ma (Ma = milhões de anos). Todos os nakhlites, assim como Chassigny e NWA 2737, apresentam idades de formação semelhantes, senão idênticas, por volta de 1300 Ma, conforme determinado por várias técnicas de datação radiométrica. As idades de formação determinadas para muitos shergotitos são variáveis e muito mais jovens, principalmente ~150–575 Ma.

A história cronológica dos shergottites não é totalmente compreendida, e alguns cientistas sugeriram que alguns podem realmente ter se formado antes dos tempos indicados pelas suas idades radiométricas, uma sugestão não aceita pela maioria dos cientistas. As idades de formação dos meteoritos SNC estão frequentemente ligadas às suas idades de exposição aos raios cósmicos (CRE), medidas a partir dos produtos nucleares das interações do meteorito no espaço com partículas energéticas de raios cósmicos. Assim, todos os nakhlites medidos fornecem idades CRE essencialmente idênticas de aproximadamente 11 Ma, o que quando combinado com suas possíveis idades de formação idênticas indica a ejeção de nakhlites para o espaço a partir de um único local em Marte por um único evento de impacto. Alguns dos shergottites também parecem formar grupos distintos de acordo com suas idades CRE e idades de formação, indicando novamente a ejeção de vários shergottites diferentes de Marte por um único impacto. No entanto, as idades CRE dos shergottitos variam consideravelmente (~0,5–19 Ma), e vários eventos de impacto são necessários para ejetar todos os shergottitos conhecidos. Foi afirmado que não existem grandes crateras jovens em Marte que sejam candidatas como fontes para os meteoritos marcianos, mas estudos subsequentes afirmaram ter uma fonte provável para ALH 84001, e uma possível fonte para outros shergottitos.

Em um artigo de 2014, vários pesquisadores afirmaram que todos os meteoritos shergottites vêm da Cratera Mojave, em Marte.

Estimativas de idade baseadas na exposição aos raios cósmicos

A quantidade de tempo gasto no trânsito de Marte até a Terra pode ser estimada por medições do efeito da radiação cósmica nos meteoritos, particularmente nas proporções isotópicas de gases nobres. Os meteoritos agrupam-se em famílias que parecem corresponder a eventos de impacto distintos em Marte. Pensa-se que todos os meteoritos se originam em relativamente poucos impactos a cada poucos milhões de anos em Marte. Os impactores teriam quilómetros de diâmetro e as crateras que formam em Marte dezenas de quilómetros de diâmetro. Os modelos de impactos em Marte são consistentes com estas descobertas.

As idades desde o impacto determinado até agora incluem

Possíveis evidências de vida

Descobriu-se que vários meteoritos marcianos contêm o que alguns consideram ser evidência de formas de vida marcianas fossilizadas. O mais significativo deles é um meteorito encontrado nas Colinas Allan da Antártica (ALH 84001). A ejeção de Marte parece ter ocorrido há cerca de 16 milhões de anos. A chegada à Terra ocorreu há cerca de 13.000 anos. As fissuras na rocha parecem ter sido preenchidas com materiais carbonáticos (o que implica a presença de água subterrânea) entre 4 e 3,6 mil milhões de anos atrás. Evidências de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) foram identificadas com os níveis aumentando longe da superfície. Outros meteoritos antárticos não contêm PAHs. A contaminação terrestre deveria presumivelmente ser mais elevada na superfície. Vários minerais no preenchimento da fissura são depositados em fases, especificamente o ferro depositado como magnetita, que são consideradas típicas da biodeposição na Terra. Existem também pequenas estruturas ovóides e tubulares que podem ser fósseis de nanobactérias em material carbonático em preenchimentos de fissuras (investigadores McKay, Gibson, Thomas-Keprta, Zare). O micropaleontologista Schopf, que descreveu várias assembleias bacterianas terrestres importantes, examinou ALH 84001 e opinou que as estruturas são pequenas demais para serem bactérias terrestres e não se parecem especialmente com formas de vida para ele. O tamanho dos objetos é consistente com as “nanobactérias” terrestres, mas a existência de nanobactérias em si é controversa.

Muitos estudos contestaram a validade dos fósseis. Por exemplo, descobriu-se que a maior parte da matéria orgânica do meteorito era de origem terrestre. Mas, um estudo recente sugere que a magnetita no meteorito poderia ter sido produzida por micróbios marcianos. O estudo, publicado na revista da Sociedade Geoquímica e Meteorítica, utilizou microscopia eletrônica de alta resolução mais avançada do que era possível em 1996. Uma séria dificuldade com as reivindicações de uma origem biogênica das magnetitas é que a maioria delas exibe relações cristalográficas topotáticas. com os carbonatos hospedeiros (isto é, existem relações de orientação 3D entre as redes de magnetita e carbonato), o que é fortemente indicativo de que as magnetitas cresceram in-situ por um mecanismo físico-químico.

Embora a água não seja uma indicação de vida, muitos dos meteoritos encontrados na Terra mostraram água, incluindo o NWA 7034, que se formou durante o período amazônico da história geológica marciana. Outros sinais de água líquida na superfície de Marte (tais como linhas de declive recorrentes) são um tema de debate entre os cientistas planetários, mas geralmente consistentes com as evidências anteriores fornecidas pelos meteoritos marcianos. Qualquer água líquida presente é provavelmente mínima demais para sustentar a vida.