تعد معادن الكربونات ذات أهمية كبيرة في دراسة البيئات القديمة نظرًا لدورها الأساسي في دورات الكربون والماء، وهما عنصران حيويان لاستدامة الحياة على الكوكب.
ووفقا لموقع sci.news في دراسة جديدة، ركز علماء الكواكب على تحليل نظائر الكربون والأكسجين في معادن الكربونات التي اكتشفتها مركبة كيوريوسيتي التابعة لوكالة ناسا في فوهة جيل على سطح المريخ.
وتتكون النظائر من أشكال مختلفة من نفس العنصر تتميز باختلاف كتلها، وعندما يتبخر الماء، تميل النظائر الأخف للكربون والأكسجين إلى الهروب إلى الغلاف الجوي، بينما تتراكم النظائر الأثقل في الصخور، ومن ثم تتداخل في صخور الكربونات.
يُولي العلماء اهتمامًا خاصًا بالكربونات لقدرتها على الاحتفاظ بسجلات مناخية للبيئات التي تشكلت فيها، بما في ذلك معلومات حول درجة حرارة الماء وحمضيته، بالإضافة إلى تكوين الغلاف الجوي والمائي في تلك الفترة.
أوضح الدكتور ديفيد بورت، الباحث في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا، أن "قيم النظائر في هذه الكربونات تشير إلى مستويات عالية من التبخر، مما يلمح إلى أن هذه الكربونات تشكلت في مناخ لا يدعم إلا الماء السائل المؤقت."
وأضاف: عيناتنا لا تتماشى مع وجود بيئة حيوية دائمة على سطح المريخ في تلك الفترة، رغم أن هذا لا يستبعد وجود حياة تحت السطح أو محيط حيوي سابق انتهى قبل تكوّن هذه الكربونات."
اقترح الدكتور بورت وزملاؤه احتمالين لتكوين هذه الكربونات في فوهة جيل، الأول، يشير إلى أنها تشكلت عبر دورات رطبة وجافة متعاقبة، والثاني يقترح تكوّنها في مياه مالحة جدًا وظروف باردة تُكوِّن الجليد داخل الفوهة.
ذكرت الدكتورة جينيفر ستيرن من مركز جودارد أن "هذه الآليات تمثل نظامين مناخيين مختلفين قد يقدمان رؤى مختلفة حول قابلية السكن في تلك الفترة، فالدورات الرطبة والجافة تعني بيئات متناوبة بين ما هو أكثر أو أقل ملاءمة للحياة، بينما تشير البيئات الباردة في مناطق المريخ الوسطى إلى بيئة أقل ملاءمة للسكن، حيث يتم حبس معظم الماء في الجليد، مما يجعله غير متاح للكيمياء أو الحياة."
تلك السيناريوهات المناخية كانت قد اقترحت سابقًا بناءً على دراسات أخرى شملت وجود معادن معينة ونماذج مناخية واسعة النطاق، لكن هذه الدراسة تعتبر الأولى التي تضيف أدلة نظيرية من عينات الصخور لدعم تلك السيناريوهات.
ما يميز هذه الكربونات المريخية هو أن قيم النظائر الثقيلة للكربون والأكسجين فيها أعلى بكثير من تلك التي تم رصدها على الأرض، وهو ما يعزز فكرة أن التبخر قد وصل إلى حدوده القصوى في تلك البيئة.
نُشرت هذه الدراسة في مجلة "وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم" هذا الأسبوع، وأظهرت أن عمليات التبخر على المريخ كانت أكثر تأثيرًا مرتين إلى ثلاث مرات من تلك الموجودة على الأرض، مما يشير إلى أن هذه الظروف قد تكون ساهمت في الحفاظ على القيم العالية للنظائر.